バッテリー安全性向上のための「スマートファイアウォール」電解質を開発(Chinese Team Unveils ‘smart firewall’ Electrolyte for Battery Safety)

2026-04-07 中国科学院(CAS)

中国科学院物理研究所の研究チームは、ナトリウムイオン電池の安全性を飛躍的に高める「スマートファイアウォール」電解質を開発した。従来の難燃性電解質と異なり、新たに開発されたポリマー化非可燃電解質(PNE)は、150℃を超えると自動的に固化し、熱暴走の拡大を物理的に遮断する。液体から固体への急速な相転移により高密度バリアを形成し、発火や爆発のリスクを抑制する多層防御機構を実現した点が特徴である。この成果は高容量電池で初めて達成され、安全性が重視される電気自動車や大型蓄電用途への実用化を加速すると期待される。研究成果はNature Energyに掲載された。

<関連情報>

重合可能な不燃性電解質を用いた、熱暴走のないアンペア時レベルのナトリウムイオン電池 Thermal runaway-free ampere-hour-level Na-ion battery via polymerizable non-flammable electrolyte

Jiao Zhang,Lin Zhou,Haibo Wang,Suting Weng,Shuai Han,Yang Yang,Yuan Liu,Zhao Chen,Xubin Wang,Feixiang Ding,Fei Xie,Huican Mao,Xuefeng Wang,Yaxiang Lu,Liquan Chen & Yong-Sheng Hu
Nature Energy  Published:06 April 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41560-026-02032-7

バッテリー安全性向上のための「スマートファイアウォール」電解質を開発(Chinese Team Unveils ‘smart firewall’ Electrolyte for Battery Safety)

Abstract

Safety is the most basic requirement for the application of rechargeable batteries in large-scale energy storage. Despite extensive efforts in developing non-flammable electrolytes, the elimination of thermal runaway in ampere-hour-level cells remains unachieved, while the correlation between electrolyte flame retardancy and battery safety is still unclear. Here we propose a polymerizable and non-flammable electrolyte, which leverages the synergistic anion–cation solvation effect and undergoes thermally triggered polymerization. The optimized electrode–electrolyte interfacial and a cross-linked barrier were obtained to prevent mechanical/chemical interactions between the electrodes and impede the side reactions/reductive gases generation, leading to no thermal runaway in ampere-hour-level cells. The nail-penetration tests were also passed without smoke, fire or explosion. This work brings an insight of the battery safety beyond non-flammable electrolyte design and paves the way towards safer and more efficient battery systems for energy storage.

0402電気応用
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