近日，中国研究人员取得一项重要成果，设计出一种突破性的智能凝胶聚合物电解质，可提高钠离子(Na-ion)电池的安全性和耐用性，旨在充分释放其大规模商业储能的潜力。

据报道，中国科学院研究小组提出这一创新方案，旨在解决钠离子电池面临的最大挑战之一——循环寿命有限和热失控风险高。

研究团队介绍，该研究表明，即便在极端操作条件下，热响应凝胶也能稳定钠离子电池。有科学家表示：“我们证明智能凝胶聚合物电解质有助于形成坚固的电极/电解质中间层，从而提高电极的热稳定性和化学电化学稳定性。”

钠离子技术是锂离子电池的一种有前途的替代品，其原材料丰富、成本低且环保，为更可持续的发展提供了路径。然而，钠离子技术的热不稳定性以及在高温下易降解的特性带来了安全隐患，促使科学家寻求更安全、可靠的电解质解决方案。

为应对这一挑战，研究人员采用原位自由基聚合法开发出一种特殊设计的凝胶电解质。该工艺将含氰基乙基脲的甲基丙烯酸酯单体与异氰酸酯基甲基丙烯酸酯单体结合，并全部融入传统的NaPF₆-碳酸酯液体电解质中。

当暴露于高温时，混合物会自交联并形成稳定的聚合物凝胶。这种形成三维网络的材料能保留大量液体，且不会随时间推移而溶解或收缩，可保护内部组件并防止降解。

测试结果显示，该创新解决方案不仅增强了电极-电解质界面，还能应对温度升高。一旦电池温度超过120摄氏度(248华氏度)，凝胶会进一步聚合，阻止离子移动，抑制可能导致短路或起火的内部反应。

进一步评估表明，电池性能显著提升。在使用NaNi₁/₃Fe₁/₃Mn₁/₃O₂(NFM)正极和硬碳负极的钠离子软包电池中，新电解质将热失控起始温度从278.6华氏度(137摄氏度)提高到350.6华氏度(177摄氏度)。即使在122华氏度(50摄氏度)的严苛测试环境下，NFM软包电池经过500次循环后仍保留了原始容量的80%。

科学家报告称，传统钠离子电池常出现电解质分解、气体积聚和枝晶形成等现象，这些因素会直接降低电池性能并增加发生危险故障的风险。他们补充道：“由于电极材料和电极/电解质界面的严重退化，钠离子电池的整体性能，特别是在安全性和循环寿命方面，仍然低于预期。”

不过，此次突破性的凝胶在电极和电解质之间形成了一种柔性、自增强的屏障。这种热响应性、改进的界面稳定性和减少的气体释放相结合，使钠离子电池在安全性和性能方面都具有明显优势。