中新社北京4月7日电 (记者孙子)4月7日，中国科学院向媒体宣布，中国科学家团队近日在国际上首次实现了安时级钠离子电池(相当于手机电池的容量)“非热失控”。研发出具有自我保护功能的可聚合不燃电解质（PNE），从根本上突破了新能源电池的核心安全瓶颈，为钠离子电池的实用化按下了“加速键”。
移除中央障碍物
这一钠离子电池在新能源领域研发的重要突破，是由中国科学院物理研究所胡永胜研究员团队完成的。近日，SE在国际专业学术期刊《Nature Energy》上发表了相关研究文章。
蜂窝网络本研究中的安全性测试。图片提供：中国科学院物理研究所
业内专家表示，这一独特的技术突破不仅将刷新全球对电池安全研究的认识，还将借助我国的科研能力，攻克钠离子电池商业化的重大障碍，为新能源产业高质量发展注入强劲动力，为实现“双碳”（峰值碳、碳中和）目标做出贡献。
研究团队表示，开发的钠离子电池通过了300°C的穿刺和热箱测试，展现了最大的安全性和可靠性。同时，这种创新特性的安全效率并不以牺牲电化学性能为代价。考虑到高安全性和高能量密度，该电池具有-40°C至60°C的宽温度适应性和超过4.3伏的高电压稳定性。
另一方面，新开发的具有自我保护功能的不燃性聚合电解质体系所用原材料均为常规工业产品。成本可控，易于规模化生产，产业化价值很高。未来，该技术将为安全、高能量密度电池领域提供新的解决方案。
朝着新的方向前进
研究团队指出，电池安全一直是限制新能源产业大规模发展的核心问题。传统的碳酸酯基有机电解质具有优异的电化学性能，但其易燃性会导致热失控。这是一个重大风险。
业界长期以来一直认为“电解质可燃性”是一项关键的安全标准，但这项研究首次证实可燃性并不意味着绝对安全。即使使用阻燃磷酸盐电解质，电池仍然会受到影响严重的热失控。这一发现完全颠覆了业界的传统认知，为电池安全研究开辟了新方向。
本研究结果示意图。图片提供：中国科学院物理研究所
针对行业难题，研究团队创新性地突破了传统难燃电解液只注重难燃实体的局限性，开发了可聚合难燃电解质，并构建了“热稳定性、界面稳定性、物理绝缘”三合一的安全防护体系，实现了从“被动阻燃”到“热失控主动绝缘”的技术跨越。
三重硬保险
研究团队表示，他们在这项研究中成功开发的不易燃聚合电解质采用三重保护，完全遏制了热失控的风险。
首先是内置的“冷却它具有不可燃的可聚合电解质在高温下独特的吸热分解特性，主动补偿电池内部放热反应的热量，从而消除电池故障。喷泉可以防止热泄漏的出现。
其次，通过采用预保护的双盐体系，通过分别改变正负极材料，大大提高了电极的稳定性和电池的使用寿命，兼顾了安全性和性能。
三是搭建智能“固态防火墙”。不易燃的聚合性电解质因热而发生自聚合。当温度超过150℃时，原位形成固体聚合物网络，阻止隔膜熔化后正负极直接接触，同时阻止高温副反应和气体逸出。确保离子传输常温下自动“凝固”，高温下自动“凝固”，阻断风险传递路径。 （完）
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