原位聚合,发了一篇Nature大子刊,破解钠离子电池安全瓶颈!
高分子科学前沿
2026-04-07 08:10
文章摘要
背景:随着可再生能源的大规模部署,储能电池的安全性成为关键挑战。传统碳酸酯类有机电解液易燃,在滥用条件下易引发热失控。尽管已有不燃电解液研究,但在安时级电芯中彻底消除热失控仍未实现,且电解液阻燃特性与电池整体安全的关联尚不明确。研究目的:针对这一难题,中国科学院物理研究所与吉林大学研究团队提出一种兼具可聚合特性与不燃性的新型电解液(PolyNonfylte,PNE),旨在通过原位聚合机制在高温下形成绝缘聚合物网络,阻断电极间串扰,从而在安时级电芯中实现无热失控。结论:PNE电解液在高温下发生吸热聚合反应,形成物理屏障,同时通过双阴离子协同构建稳定界面。在1.45 Ah和3.5 Ah圆柱电芯中,PNE基电池通过了针刺测试,无烟、无火、无爆炸,并在300°C加速量热测试中未发生热失控。此外,电池在宽温域(-40°C至60°C)下表现出稳定循环性能,与高电压正极匹配时能量密度达211 Wh kg⁻¹。这项工作突破了传统不燃电解液设计思路,为高安全储能电池系统开辟了新路径。
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