钠离子电池研发取得重大突破

近日，中国科学院物理研究所、中科海钠胡勇胜研究员团队提出了一种可聚合阻燃电解液体系。团队在3.5Ah级钢壳圆柱钠离子电芯中实现300℃高温下不发生热失控，顺利通过针刺试验，电芯不冒烟、不起火、不爆炸，成功实现安时级钠离子电池无热失控。

安全性是电池技术发展中最为重要的需求。近年来，以磷酸酯为代表的阻燃电解液引起自身的不可燃特性在电池安全中扮演了关键角色，也成为高安全锂/钠离子电池研究的热点之一。然而，单纯的不可燃特性并不能保证电池不发生热失控，其关键在于如何解决高温下正负极界面副反应和正负极之间的串扰问题。因此，开发兼具低成本与界面稳定性的阻燃电解液，在安时级电芯中保证优异电化学性能的同时实现无热失控运行，是高安全钠离子电池发展过程中亟待攻克的关键挑战之一。

基于上述挑战，胡勇胜研究员团队利用NaBF4为主盐，NaPF6为辅助界面调控剂构建双盐体系，解决了硬碳负极兼容难题，优化了“电极-电解液”界面。同时基于磷酸三乙酯（TEP），在不可燃的基础上实现热致聚合，在高温下可快速固化形成隔断层，屏蔽正负极间的机械/化学串扰，彻底阻断电池热失控反应，成功实现安时级钠离子电池无热失控。该电解液还展示了优异的电化学性能，即使在4.3V、211Wh/kg（基于电芯重量计算）的高电压、高比能安时级软包电芯中依然保持稳定运行并通过针刺试验。