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资助成果
我国学者在钠离子电池本征安全方面取得进展
日期:2026-04-17
来源: 工程与材料科学部
作者:谭业强 郝亚楠 刘传宝 高昂 杜子娟
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  在国家自然科学基金项目(批准号:52394170、52394174)等资助下,中国科学院物理研究所胡勇胜研究员团队,提出了一种可聚合阻燃电解液体系,在安时级电池中实现了热失控的有效抑制。相关研究成果以“采用可聚合不燃电解液的无热失控安时级钠离子电池(Thermal runaway-free ampere-hour-level Na-ion battery via polymerizable non-flammable electrolyte)”为题,于2026年4月6日在《自然·能源》(Nature Energy)上在线发表。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41560-026-02032-7。

  安全性始终是各类电池技术发展的首要前提。当前,安全性已成为国家在新能源领域重点强调的关键指标,在电池性能的综合评价中具有“一票否决”的决定性地位。因此,研制能够杜绝热失控、具备本质安全性的二次电池,具有突出的研究价值与现实意义。

  立足于此,团队目前已成功实现安时级钠离子电芯的产业化。团队通过铜基正极、低成本阻燃电解液、煤基硬碳负极的创新组合,成功兼顾了低成本、高能量密度与高安全性的平衡,打破了传统锂电池三大主材的体系束缚。

  此前,行业常用的磷酸酯类阻燃电解液与硬碳负极的适配性欠佳,且往往依赖高盐体系或氟化设计,导致成本居高不下,制约了其规模化应用。更重要的是,现有研究多集中于实验室级别的阻燃性能验证,缺乏安时级电芯在实际工况下的热安全性能实证。

  针对上述痛点,团队成功研发出兼具低成本与高界面稳定性的新型阻燃电解液。该体系在安时级电芯中不仅保证了优异的电化学性能,更实现了“无热失控”的本征安全,攻克了制约高安全钠离子电池发展的关键瓶颈。安全性通过针刺、300 ℃热箱及加速量热仪测试验证,均未检测到热失控行为。这项研究拓展了业界对电池安全机制的认识,并为钠离子电池在电动汽车、重型卡车及大规模储能等领域的进一步应用提供了有益参考和基础支撑。

图 电芯的安全测试