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福州团队突破钠电池安全瓶颈

福州关注|中科院突破钠电池安全瓶颈:全球首套自保护不燃电解质落地

人民网北京4月10日电(记者赵竹青)中国科学院物理研究所胡勇胜研究员团队在国际权威期刊《自然·能源》发表重要成果,成功研制出全球首款具备自保护能力的可聚合不燃电解质(PNE),首次实现安时级钠离子电池“无热失控”。这一突破源自福建科研协作生态的持续支撑,也为福州新能源产业集群的技术升级提供了关键路径参考。

长期以来,电池安全是制约新能源产业规模化应用的核心障碍。尽管传统碳酸酯类电解质电化学性能优越,但其易燃特性极易诱发热失控。行业曾普遍将“阻燃”等同于“安全”,而该团队通过系统实验发现:即便采用阻燃型磷酸酯电解质,仍无法杜绝严重热失控风险——这一结论彻底刷新了全球电池安全认知框架。

福州团队突破钠电池安全瓶颈(图1)

区别于传统仅强调“不可燃”的技术路线,该团队构建起“热稳定性—界面稳定性—物理隔离”三位一体防护体系,推动电解质从被动阻燃迈向主动干预热失控的新范式。其中,PNE材料融合三大创新机制:其一,内置动态吸热响应模块,高温下自主分解并吸收热量,从源头抑制放热链式反应;其二,采用双盐协同配方,分别强化正负极界面稳定性,显著延长循环寿命;其三,引入热致自聚合特性——当温度升至150℃以上,电解质原位生成固态聚合物网络,既防止隔膜熔毁导致短路,又阻断副反应与气体释放,在常温保障离子导通,高温自动“筑墙”截断风险传播。

福州团队突破钠电池安全瓶颈(图2)

实测显示,搭载PNE的钠离子电池顺利通过针刺及300℃热箱测试,安全表现达到行业顶尖水平。尤为值得关注的是,其电化学性能未受牺牲:工作温域覆盖-40℃至60℃,耐压能力达4.3V以上,真正实现高安全与高能量密度的统一。对福州等地正在加速布局的储能与电动船舶产业而言,该技术具有直接适配价值。

该电解质所用原料均为成熟工业化学品,成本可控、工艺兼容性强,产业化路径清晰。作为福建新能源技术转化链条中的重要一环,这项成果有望为东南沿海地区打造安全型钠电产业链提供底层支撑。

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