我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)攻克鈉離子電池?zé)崾Э仉y題
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人民網(wǎng)北京4月10日電 (記者趙竹青)近日,中國(guó)科學(xué)院物理研究所胡勇勝研究員團(tuán)隊(duì)在國(guó)際能源期刊《自然·能源》發(fā)表研究成果,全球首次實(shí)現(xiàn)安時(shí)級(jí)鈉離子電池“無熱失控”,成功研發(fā)具備自保護(hù)功能的可聚合不燃電解質(zhì)(PNE),從根源破解新能源電池安全核心瓶頸,為鈉離子電池商業(yè)化應(yīng)用按下“加速鍵”。
電池安全一直是制約新能源產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展的核心難題。傳統(tǒng)碳酸酯類有機(jī)電解質(zhì)雖電化學(xué)性能優(yōu)異,但易燃特性是引發(fā)熱失控的關(guān)鍵隱患。長(zhǎng)期以來,行業(yè)普遍將“電解質(zhì)不可燃”作為安全核心標(biāo)準(zhǔn),而該團(tuán)隊(duì)研究首次證實(shí):阻燃并不等于絕對(duì)安全,即便使用阻燃型磷酸酯電解質(zhì),電池仍可能發(fā)生嚴(yán)重?zé)崾Э?,這一發(fā)現(xiàn)徹底顛覆業(yè)界傳統(tǒng)認(rèn)知,為電池安全研究開辟全新方向。
針對(duì)行業(yè)痛點(diǎn),團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新突破傳統(tǒng)不燃電解質(zhì)僅聚焦不可燃性能的局限,研發(fā)可聚合不燃電解質(zhì),構(gòu)建“熱穩(wěn)定性-界面穩(wěn)定性-物理隔離”三位一體安全防護(hù)體系,實(shí)現(xiàn)從“被動(dòng)阻燃”到“主動(dòng)阻斷熱失控”的技術(shù)跨越。
可聚合不燃電解質(zhì)采用三重硬核防護(hù)徹底鎖死熱失控風(fēng)險(xiǎn)。一是內(nèi)置“冷卻系統(tǒng)”,PNE高溫下具備獨(dú)特吸熱分解特性,可主動(dòng)抵消電池內(nèi)部放熱反應(yīng)熱量,從根源阻止熱失控啟動(dòng)。二是采用雙鹽體系,分別精準(zhǔn)保護(hù)正極、負(fù)極材料,大幅提升電極穩(wěn)定性與電池循環(huán)壽命,安全與性能雙向兼顧。三是設(shè)置智能“固態(tài)防火墻”,PNE擁有熱自聚合特性,溫度超150℃時(shí)會(huì)原位形成固態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò),防止隔膜熔化后正負(fù)極直接接觸,同時(shí)阻斷高溫副反應(yīng)與氣體生成;常溫下保障離子傳輸,高溫下自動(dòng)“固化”,切斷風(fēng)險(xiǎn)傳播路徑。
據(jù)悉,該鈉離子電池已順利通過針刺測(cè)試和300℃熱箱測(cè)試,展現(xiàn)極致安全可靠性。同時(shí),這一突破性安全性能并未犧牲電化學(xué)表現(xiàn),電池具備-40℃至60℃寬溫適配能力與超4.3V耐高壓穩(wěn)定性,兼顧高安全與高能量密度。
據(jù)了解,該電解質(zhì)體系所用原料均為工業(yè)化常規(guī)產(chǎn)品,成本可控、易規(guī)?;a(chǎn),產(chǎn)業(yè)化落地價(jià)值極高。未來,該技術(shù)將為高能量密度、高安全電池領(lǐng)域提供全新解決方案。
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