全球首次！中科院物理所与中科海钠攻克钠电安全瓶颈 安时级钠离子电池实现热失控彻底阻断

4月6日，中国科学院物理研究所、中科海钠胡勇胜研究员团队宣布取得钠离子电池领域全球突破性进展，成功研发出具有自保护功能的可聚合不燃电解质（PNE），并在国际上首次于安时级钠离子电池中实现热失控的彻底阻断，相关研究成果以 “Thermal runaway-free ampere-hour-level Na-ion battery via polymerizable non-flammable electrolyte” 为题发表于国际顶级能源期刊《自然・能源》。此次突破从根本上破解了钠离子电池规模化应用的核心安全难题，为新能源汽车、大规模储能等产业发展筑牢安全根基。

热失控是制约电池技术产业化的关键瓶颈，传统阻燃电解液仅能延缓燃烧，无法阻断高温下正负极副反应与热链式反应，难以从根源杜绝起火爆炸风险。针对这一行业共性难题，胡勇胜团队颠覆 “阻燃电解液等于安全” 的传统认知，创新构建 “热稳定性 - 界面稳定性 - 物理隔离” 三位一体智能安全防护体系，打造出兼具本征不燃性与热致聚合特性的 PNE 新型电解质。该电解质以磷酸三乙酯（TEP）为基础溶剂，从源头消除电解液燃烧隐患，同时采用 NaBF4 为主盐、NaPF6 为辅助界面调控剂的双盐体系，有效解决与硬碳负极的兼容性难题，优化电极 - 电解液界面结构，保障电池正常工作时的离子高效传输。

PNE 电解质的核心创新在于其 “常态液态、高温固化” 的自保护机制，电池在 - 40℃至 60℃常规工作温度区间内，PNE 保持液态稳定运行，确保电池具备宽温适应性与超过 4.3V 的耐高压稳定性。当电池因短路、过充等异常导致内部温度升至 150℃危险阈值时，PNE 会瞬间触发热致聚合反应，快速由液态转化为致密固态绝缘屏障，如同在电池内部筑起 “智能防火墙”，从物理与化学层面彻底屏蔽正负极串扰，切断热失控传播路径，从根源遏制链式反应发生。实验验证显示，搭载 PNE 电解质的 3.5Ah 级钢壳圆柱钠离子电芯，在 300℃极端高温测试中未发生热失控，针刺试验全程实现不冒烟、不起火、不爆炸。即便在 4.3V 高电压、211Wh/kg 高比能的安时级软包电芯中，该技术依然保持优异稳定性，顺利通过严苛安全测试。尤为重要的是，此次安全突破未以牺牲电池性能为代价，PNE 电解质兼顾高安全性与优异电化学性能，且所用材料均为成熟工业化产品，无需新增产线与特殊工艺，具备显著产业化成本优势与落地可行性。



钠离子电池因资源丰富、成本低廉、低温性能优异等优势，成为新能源储能与动力电池的重要技术路线，此次热失控彻底阻断技术的突破，标志着我国在钠离子电池安全领域实现全球领跑。作为中科海钠核心技术支撑，该成果将快速应用于安时级钠离子电池产品开发，为钠离子电池在电动汽车、重型商用车、电网储能、家用储能等场景的规模化商业化应用扫清核心障碍。业内专家表示，这一技术不仅革新了电池安全设计理念，更推动钠离子电池从 “被动阻燃” 迈向 “主动阻断” 的安全新高度，对全球新能源产业高质量发展具有里程碑式意义，将进一步巩固我国在新型储能技术领域的领先地位。