河北
中国研究人员刚刚开发出一种革命性的钠电池，通过在电池内部形成所谓的智能防火墙，可以有效消除最危险的故障模式之一——热失控。
这项研究由中国科学院（CAS）的科学家主导，由物理研究所教授胡永胜博士主导，他专攻钠离子和锂离子电池的先进材料。
在该项目中，团队构建了一种自保护、不易燃的电解质，从物理层面阻断了钠离子电池的热失控。这标志着高容量电池首次达到了如此高的安全水平。
研究人员强调了这种电解质的重要性。“我们提出了一种可聚合且不易燃的电解质，它利用阴离子-阳离子协同溶剂化效应，并能在受热时触发聚合反应，”他们表示。
终结热失控
热失控是锂离子电池中一种不可控、自己不断加剧且快速升温的失效状态，内部温度每分钟升高超过36华氏度（20摄氏度）。
当产热超过散热时，就会引发这种链式反应，导致温度超过572华氏度（300摄氏度）。随后会引起气体泄漏、火灾或爆炸。
这对电动汽车和大型储能系统来说仍然是一个关键问题。如今，为解决这一问题，中国研究团队研发了一种可聚合不可燃电解液（PNE），它能阻止过热发展成灾难性故障。
据研究团队称，一旦电池温度超过302华氏度（150摄氏度），电解液会迅速形成一层固体。
这种相变会在电池内部形成物理隔离层，从而切断热量传递。它能在链式反应扩散开之前就把它卡住。简单来说，电池在最需要的时候自行构建了内部防火墙。
他们解释道：“不同于单一的防线，液态PNE能够快速发生相变并固化成致密的物理屏障，有效切断热量扩散，防止电池故障常导致的灾难性火灾或爆炸。”
高温测试
该团队在3.5安时（Ah）圆柱形钠离子电池中验证了该技术，并在这种规格的电池中完全抑制了热失控。
“通过优化电极-电解质界面并构建交联屏障，防止了电极之间的机械/化学相互作用，并抑制了副反应/还原性气体的生成，从而在安时级电池中实现无热失控，”团队补充道。
在极端测试中，该电池在针刺测试里（这是用来模拟内部短路的标准安全测试）未出现冒烟、起火或爆炸的迹象。此外，它在高达572华氏度（约300摄氏度）时依然保持稳定，远超出典型工作极限。
结果表明，该系统完全阻断故障的发生。更重要的是，安全性的提升并未降低电池性能。该电池的能量密度达到每千克211瓦时（Wh/kg），使其在先进钠离子系统中具备竞争力。
它还能在很宽的温度范围里可靠运行，从零下40到140华氏度（零下40摄氏度到60摄氏度），在电压超过4.3伏时依然很稳定。
研究人员在一份新闻稿中总结道：“这一突破预计将加速钠离子电池在安全要求极高的领域的应用，例如电动汽车、重型卡车运输以及正在中国快速发展的大规模电网级储能。”
这项研究已经发表在《自然·能源》（*Nature Energy*）期刊上了。
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
