全球首次實現!大陸鈉離子電池突破安全瓶頸 徹底阻斷熱失控

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大陸中國科學院物理研究所研究員胡勇勝團隊成功開發出具有自保護功能的可聚合不燃電解質(PNE),全球首次在安時級鈉離子電池中實現徹底阻斷熱失控,電池在高溫與針刺條件下均不冒煙、不起火、不爆炸。相關成果已發表於國際期刊《自然·能源》。

胡勇勝團隊成功開發出具有自保護功能的可聚合不燃電解質。(圖/翻攝《中國能源報》)

三位一體防護體系 顛覆傳統安全認知

綜合大陸媒體6日報導,胡勇勝團隊在研究中打破「阻燃電解液等於安全」的傳統認知,構建「熱穩定性—界面穩定性—物理隔離」三位一體的智能安全防護體系。PNE的核心機制在於,當電池溫度異常升高至150℃以上時,電解質會自動由液態固化為緻密屏障,切斷熱失控的傳播路徑。

在實際測試中,研究團隊以3.5Ah鋼殼圓柱鈉離子電芯進行驗證,即使置於300℃高溫環境下,電池仍未出現熱失控現象,並順利通過針刺測試,無冒煙、起火或爆炸情況發生。

就技術細節而言,研究人員以NaBF4為主鹽、NaPF6為輔助調控劑構建雙鹽體系,解決硬碳負極的相容性問題,並優化電極與電解液之間的界面穩定性。同時以磷酸三乙酯為基礎,實現熱致聚合機制,使電池在高溫下迅速形成固化隔離層,有效阻斷正負極之間的機械與化學干擾。

在性能表現方面,該電池兼具寬溫運作能力,可在-40℃至60℃環境下穩定運行,並具備超過4.3V的高電壓穩定性,能量密度達211Wh/kg,仍能在此條件下維持安全性並通過針刺測試。研究團隊強調,所使用材料均為成熟的工業化產品。

據悉,這項技術未來將在中科海鈉科技有限責任公司的安時級鈉離子電池產品中應用,為鈉離子電池在電動汽車、重型卡車及大規模儲能等領域的商業化奠定基礎。

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