中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近日，中國(guó)科學(xué)院物理研究所、中科海鈉胡勇勝研究員團(tuán)隊(duì)提出了一種可聚合阻燃電解液體系（Polymerizable non-flammable electrolyte）（Polynonflyte, or PNE）。
團(tuán)隊(duì)在3.5 Ah級(jí)鋼殼圓柱鈉離子電芯中實(shí)現(xiàn)300℃高溫下不發(fā)生熱失控，順利通過(guò)針刺試驗(yàn)，電芯不冒煙、不起火、不爆炸，成功實(shí)現(xiàn)安時(shí)級(jí)鈉離子電池?zé)o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(shí)際應(yīng)用中的首要前提。近年來(lái)，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(diǎn)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(fù)極界面副反應(yīng)和正負(fù)極之間的串?dāng)_問(wèn)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(fù)極兼容性較差，極大限制了其實(shí)際應(yīng)用。特別對(duì)于鈉離子電池而言，絕大多數(shù)研究主要聚焦于驗(yàn)證阻燃電解液的不可燃特性本身，缺乏在Ah級(jí)電芯中的電化學(xué)和熱安全實(shí)證。因此，開(kāi)發(fā)兼具低成本與界面穩(wěn)定性的阻燃電解液，在安時(shí)級(jí)電芯中保證優(yōu)異電化學(xué)性能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)熱失控運(yùn)行，是高安全鈉離子電池發(fā)展過(guò)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(tuán)隊(duì)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(fù)極兼容難題，優(yōu)化了電極-電解液界面；同時(shí)，基于磷酸三乙酯（TEP），在不可燃的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)熱致聚合，在高溫下可快速固化形成隔斷層，屏蔽正負(fù)極間的機(jī)械/化學(xué)串?dāng)_，徹底阻斷電池?zé)崾Э胤磻?yīng)，成功實(shí)現(xiàn)安時(shí)級(jí)鈉離子電池?zé)o熱失控。該電解液還展示了優(yōu)異的電化學(xué)性能，即使在4.3 V、211 Wh/kg（基于電芯重量計(jì)算）的高電壓、高比能Ah級(jí)軟包電芯中依然保持穩(wěn)定運(yùn)行并通過(guò)針刺試驗(yàn)。
文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41560-026-02032-7
圖1 基于PNE的Ah級(jí)鈉離子電池安全性測(cè)試
圖2 ARC第三方檢測(cè)結(jié)果，數(shù)據(jù)來(lái)自四川賽科檢測(cè)技術(shù)有限公司
圖3 熱濫用第三方檢測(cè)結(jié)果，數(shù)據(jù)來(lái)自四川賽科檢測(cè)技術(shù)有限公司
【胡勇勝及其團(tuán)隊(duì)介紹】
胡勇勝，中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員，中科海鈉創(chuàng)始人、中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)常務(wù)理事，中國(guó)科協(xié)十大代表，常州市人大代表。先后承擔(dān)了國(guó)家科技部863創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、國(guó)家杰出/優(yōu)秀青年科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目等項(xiàng)目，2024年入選江蘇省333高層次人才（第一層次）。自2011年以來(lái)主要從事鈉離子電池的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，在Science、Nature Energy等學(xué)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(qǐng)150余項(xiàng)中國(guó)發(fā)明專利、已授權(quán)80余項(xiàng)專利（包括多項(xiàng)美國(guó)、日本、歐盟專利）。目前擔(dān)任ACS Energy Letters雜志資深編輯，合著出版《鈉離子電池科學(xué)與技術(shù)》及《Sodium-Ion Batteries》。榮獲2022年北京市自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、2025年廣西自治區(qū)技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、第七屆國(guó)際儲(chǔ)能創(chuàng)新大賽中 “2023儲(chǔ)能年度人物”、2022年中國(guó)科學(xué)院大學(xué)領(lǐng)雁銀獎(jiǎng)、第十四屆中國(guó)青年科技獎(jiǎng)、國(guó)際電化學(xué)學(xué)會(huì)Tajima Prize等。
胡勇勝團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的鈉離子電池技術(shù)入選《麻省理工科技評(píng)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(guó)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(jiǎng)、2022年在第一屆全國(guó)先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽中榮獲“技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”、第六屆國(guó)際儲(chǔ)能創(chuàng)新大賽中榮獲“2022儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新典范TOP10”、2022年入選“奮進(jìn)新時(shí)代”主題成就展、第三屆國(guó)際儲(chǔ)能創(chuàng)新大賽中榮獲“2019儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新典范TOP10”和“評(píng)委會(huì)大獎(jiǎng)”、第九屆中國(guó)科學(xué)院北京分院科技成果轉(zhuǎn)化特等獎(jiǎng)、2020年科創(chuàng)中國(guó)·科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽TOP10、2020年中關(guān)村國(guó)際前沿科技創(chuàng)新大賽總決賽亞軍，開(kāi)發(fā)的兆瓦級(jí)鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)兩次（2021和2024年）入選國(guó)家能源局首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備。牽頭制定了國(guó)內(nèi)首個(gè)鈉離子電池團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《鈉離子蓄電池通用規(guī)范》。
