中国科研团队开发热触发聚合物屏障电解质,提升钠电池安全性能
2026-04-09 17:50
来源:物理组织
收藏

中国科研团队近期开发出一种新型钠离子电池电解质,通过热触发形成聚合物屏障,有效消除热失控风险,实现宽温度范围内的稳定运行。这项研究发表于《自然能源》期刊,为高容量电池应用提供了更安全的解决方案。

New sodium battery eliminates thermal runaway with an internal polymer barrier that forms at high temperatures

热失控是电池安全的主要隐患,指产热超过散热导致的温度急剧上升,可能引发火灾或爆炸。传统不可燃电解质多采用磷酸酯或氟化化合物,但往往只能防止明火,难以完全消除大型电池中的热失控现象。研究团队指出,真正安全的电池需要综合考虑电解质热稳定性、电极界面稳定性及高温下电极间相互作用。

New sodium battery eliminates thermal runaway with an internal polymer barrier that forms at high temperatures

研究人员设计了一种可聚合的不可燃电解质,不同于依赖分解产物反应的常规方法。该电解质在温度升高时自动形成保护性聚合物屏障,阻断电极间危险反应,抑制副反应和还原性气体生成。研究作者解释:“这种设计不仅实现了不可燃性,还通过磷酸的原位聚合实现热自保护,磷酸是磷酸三乙酯的分解产物,形成绝缘聚合物网络以阻断高温下阴极和阳极之间的机械和化学串扰。”

安全测试显示,采用该电解质的商用尺寸圆柱形钠离子电池在300°C高温或针刺测试后均未发生热失控。电化学性能测试表明,电池在宽温度范围内保持高能量密度和稳定循环性能。研究作者写道:“使用CNFM阴极和HC阳极,配合设计的电解质,3.5 Ah电池在室温下可循环700次,容量保持率85.7%;在60°C高温下循环700次,容量保持率88.1%;在-20°C至-40°C低温环境下,放电容量保持率分别为92.6%、84.5%和64.1%。”

这种新型电解质设计有望推动电网存储、电动汽车等领域的高容量钠电池发展。虽然当前研究聚焦特定电池化学体系,但该方法未来可能扩展至其他电池类型和实际应用条件。

出版详情:作者:Krystal Kasal, Phys.org;标题:《Safer sodium battery eliminates thermal runaway with a heat-triggered polymer barrier》;发表于:《Nature Energy》(2026);期刊信息: 《Nature Energy》。

本简讯来自全球互联网及战略合作伙伴信息的编译与转载,仅为读者提供交流,有侵权或其它问题请及时告之,本站将予以修改或删除,未经正式授权严禁转载本文。邮箱:news@wedoany.com