近日，中国科学院物理研究所胡勇胜研究员团队在顶尖期刊《自然·能源》(Nature Energy)上发表了一项重磅研究成果。该团队成功开发出一种具有自保护功能的可聚合不燃电解质(Polymerizable Non-flammable Electrolyte，简称PNE)，并首次在全球范围内，于安时级的实用化钠离子电池中实现了对热失控的彻底阻断。
研究团队的创新之处，在于打破了“阻燃电解液等于绝对安全”的传统思维定式。他们不再依赖于单一的安全防线，而是构建了一个集“热稳定性提升”、“电极/电解液界面稳定性增强”与“异常时物理隔离”于一体的智能安全防护体系。当电池内部因滥用或故障导致温度异常升高至150°C以上时，这种特殊的PNE电解质能够自动从液态聚合固化，形成一层致密的固体屏障。这就像在电池内部瞬间筑起了一道“智能防火墙”，能够有效切断热量与物质继续反应的传播路径，从而将热失控扼杀在萌芽状态。
更令人振奋的是，这一安全层面的重大突破并未以牺牲电池的综合性能为代价。基于PNE的钠离子电池展现出了极佳的综合性能：它兼具优秀的宽温工作能力（可在-40℃到60℃的极端温度范围内稳定运行）和出色的耐高压稳定性（工作电压>4.3V）。尤为关键的是，构成该体系的所有关键材料均为当前成熟的工业化产品，这为其未来快速实现大规模产业化提供了坚实的基础，竞争优势显著。
这项成果从根本上刷新了业界对高安全、高性能电池的认知，为钠离子电池技术在电动汽车、重型卡车以及大规模储能等对安全性要求严苛的关键领域实现商业化落地，铺平了道路。
图1：PNE（可聚合不燃电解质）的热稳定性、结构表征及离子传输机理研究。
图2：基于不同电解液体系的电芯在热滥用测试中的安全表现对比。
图3：采用PNE的圆柱形钠离子电芯在室温、高温及不同倍率下的循环与倍率性能。
这项研究不仅是一项实验室级别的突破，更指向了一个更安全、更经济的能源存储未来。随着相关技术的不断成熟与成本下降，钠离子电池有望在广阔的储能市场中扮演更重要的角色。对这类前沿能源技术进展感兴趣的朋友，欢迎在云栈社区交流讨论。
文章来源：科技日报、Nature Energy、材料科学与工程 | 
发表于 5 小时前
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