中國儲能網(wǎng)訊：近日，中國科學院物理研究所、中科海鈉胡勇勝研究員團隊提出了一種可聚合阻燃電解液體系（Polymerizable non-flammable electrolyte）（Polynonflyte, or PNE）。
團隊在3.5 Ah級鋼殼圓柱鈉離子電芯中實現(xiàn)300℃高溫下不發(fā)生熱失控，順利通過針刺試驗，電芯不冒煙、不起火、不爆炸，成功實現(xiàn)安時級鈉離子電池無熱失控！
該研究以“Thermal runaway-free ampere-hour-level Na-ion battery via polymerizable non-flammable electrolyte”為題發(fā)表于《Nature Energy》。
安全性是電池技術(shù)發(fā)展中最為重要的需求，保證電池在熱濫用下不發(fā)生熱失控是其實際應(yīng)用中的首要前提。近年來，以磷酸酯為代表的阻燃電解液引起自身的不可燃特性在電池安全中扮演了關(guān)鍵角色，也成為高安全鋰/鈉離子電池研究的熱點之一。然而，單純的不可燃特性并不能保證電池不發(fā)生熱失控，其關(guān)鍵在于如何解決高溫下正負極界面副反應(yīng)和正負極之間的串擾問題。
目前，阻燃電解液大多需要借助高鹽/局部高鹽或氟化體系，成本較高，且與硬碳負極兼容性較差，極大限制了其實際應(yīng)用。特別對于鈉離子電池而言，絕大多數(shù)研究主要聚焦于驗證阻燃電解液的不可燃特性本身，缺乏在Ah級電芯中的電化學和熱安全實證。因此，開發(fā)兼具低成本與界面穩(wěn)定性的阻燃電解液，在安時級電芯中保證優(yōu)異電化學性能的同時實現(xiàn)無熱失控運行，是高安全鈉離子電池發(fā)展過程中亟待攻克的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。
基于上述挑戰(zhàn)，胡勇勝研究員團隊利用NaBF4為主鹽，NaPF6為輔助界面調(diào)控劑構(gòu)建雙鹽體系，解決了硬碳負極兼容難題，優(yōu)化了電極-電解液界面；同時，基于磷酸三乙酯（TEP），在不可燃的基礎(chǔ)上實現(xiàn)熱致聚合，在高溫下可快速固化形成隔斷層，屏蔽正負極間的機械/化學串擾，徹底阻斷電池熱失控反應(yīng)，成功實現(xiàn)安時級鈉離子電池無熱失控。該電解液還展示了優(yōu)異的電化學性能，即使在4.3 V、211 Wh/kg（基于電芯重量計算）的高電壓、高比能Ah級軟包電芯中依然保持穩(wěn)定運行并通過針刺試驗。
文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41560-026-02032-7
圖1 基于PNE的Ah級鈉離子電池安全性測試
圖2 ARC第三方檢測結(jié)果，數(shù)據(jù)來自四川賽科檢測技術(shù)有限公司
圖3 熱濫用第三方檢測結(jié)果，數(shù)據(jù)來自四川賽科檢測技術(shù)有限公司
【胡勇勝及其團隊介紹】
胡勇勝，中國科學院物理研究所研究員，中科海鈉創(chuàng)始人、中國硅酸鹽學會常務(wù)理事，中國科協(xié)十大代表，常州市人大代表。先后承擔了國家科技部863創(chuàng)新團隊、國家杰出/優(yōu)秀青年科學基金、國家重點研發(fā)計劃項目等項目，2024年入選江蘇省333高層次人才（第一層次）。自2011年以來主要從事鈉離子電池的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，在Science、Nature Energy等學術(shù)期刊發(fā)表論文300余篇，WoS引用61000余次，H-因子134。合作申請150余項中國發(fā)明專利、已授權(quán)80余項專利（包括多項美國、日本、歐盟專利）。目前擔任ACS Energy Letters雜志資深編輯，合著出版《鈉離子電池科學與技術(shù)》及《Sodium-Ion Batteries》。榮獲2022年北京市自然科學獎一等獎、2025年廣西自治區(qū)技術(shù)發(fā)明獎一等獎、第七屆國際儲能創(chuàng)新大賽中 “2023儲能年度人物”、2022年中國科學院大學領(lǐng)雁銀獎、第十四屆中國青年科技獎、國際電化學學會Tajima Prize等。
胡勇勝團隊開發(fā)的鈉離子電池技術(shù)入選《麻省理工科技評論》“2026年十大突破性技術(shù)”、公司入選其2025年度“值得關(guān)注的10家氣候科技公司”和“50家聰明公司”榜單、2024年入選國家能源局度能源行業(yè)十大科技創(chuàng)新成果、2023年入選中關(guān)村論壇重大科技成果及榮獲工信部第一屆能源電子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新大賽總決賽金獎、2022年在第一屆全國先進儲能技術(shù)創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽中榮獲“技術(shù)創(chuàng)新獎”、第六屆國際儲能創(chuàng)新大賽中榮獲“2022儲能技術(shù)創(chuàng)新典范TOP10”、2022年入選“奮進新時代”主題成就展、第三屆國際儲能創(chuàng)新大賽中榮獲“2019儲能技術(shù)創(chuàng)新典范TOP10”和“評委會大獎”、第九屆中國科學院北京分院科技成果轉(zhuǎn)化特等獎、2020年科創(chuàng)中國·科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽TOP10、2020年中關(guān)村國際前沿科技創(chuàng)新大賽總決賽亞軍，開發(fā)的兆瓦級鈉離子電池儲能系統(tǒng)兩次（2021和2024年）入選國家能源局首臺（套）重大技術(shù)裝備。牽頭制定了國內(nèi)首個鈉離子電池團體標準《鈉離子蓄電池通用規(guī)范》。
