科学家首次实现安时级钠离子电池“无热失控”

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中国科学院物理研究所研究员胡勇胜团队首次实现安时级钠离子电池“无热失控”，成功研发出具备自保护功能的可聚合不燃电解质（PNE），从根源破解新能源电池安全核心难题，为钠离子电池商业化应用按下“加速键”。相关研究成果近日发表于《自然-能源》。

电池安全始终是制约新能源产业规模化发展的核心难题。传统碳酸酯类有机电解质虽然有优异的电化学性能，但易燃，这是引发热失控的关键隐患。因此，长期以来行业普遍将“电解质不可燃”作为安全核心标准。研究团队首次证实：阻燃并不等于绝对安全，即便使用阻燃型磷酸酯电解质，电池仍可能发生严重热失控。这一发现彻底颠覆业界认知，为电池安全研究开辟全新方向。

研究团队突破传统不燃电解质仅聚焦不可燃性能的局限，研发出PNE，构建了“热稳定性-界面稳定性-物理隔离”三位一体安全防护体系，实现从“被动阻燃”到“主动阻断热失控”的技术跨越。PNE采用三重硬核防护，从降温到固化再到隔离，让火根本没机会烧起来。一是内置“冷却系统”。PNE高温下具备独特吸热分解特性，可主动抵消电池内部放热反应热量，从根源上阻止热失控启动。二是采用双盐体系，精准保护正极、负极材料，大幅提升电极稳定性与电池循环寿命，安全与性能双向兼顾。三是设置智能“固态防火墙”。PNE拥有热自聚合特性，温度超150℃时会原位形成固态聚合物网络，防止隔膜熔化后正、负极直接接触，同时阻断高温副反应并抑制还原性气体生成；常温下保障离子传输，高温下自动“固化”，切断风险传播路径。

该钠离子电池通过了针刺测试和300℃热箱测试，展现出安全、可靠性。同时，这一突破性安全性能的获得并未牺牲电化学表现，电池具备-40℃至60℃宽温适配能力与超4.3V耐高压稳定性，兼顾高安全性与高能量密度。

研究人员介绍，该电解质体系所用原料均为工业化常规产品，成本可控、易规模化生产，产业化落地价值极高，为钠离子电池商业化扫清核心障碍。未来，该技术将为高能量密度、高安全电池领域提供全新解决方案，为新能源产业高质量发展、“双碳”目标实现注入强劲动能。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41560-026-02032-7