Istraživački tim Instituta za fiziku Kineske akademije znanosti objavio je rad u časopisu Nature Energy u kojem predstavlja potencijalno revolucionaran napredak u elektrolitima za natrij-ionske baterije, koji bi mogao ubrzati komercijalnu primjenu te tehnologije.
Tim predvođen profesorom Hu Yongshengom predstavio je ono što opisuje kao prvi svjetski slučaj "nultog toplinskog izbijanja" u natrij-ionskim baterijama na razini ampersati. Ključni rezultat istraživanja je razvoj samozaštitnog polimerizabilnog nezapaljivog elektrolita (PNE), koji izgleda da je u velikoj mjeri riješio jedan od temeljnih sigurnosnih izazova baterija.
Proboj se temelji na prijelazu s pasivnog usporavanja gorenja na aktivno blokiranje topline pomoću materijala PNE, koji kao sustav primjenjuje trostruku obranu za koju istraživači tvrde da eliminira rizik od požara i eksplozije.
Prvo, elektrolit je projektiran s određenim karakteristikama razgradnje koje apsorbiraju toplinu u ranim fazama toplinskog događaja, čime učinkovito neutralizira egzotermne reakcije koje obično pokreću termičko izbijanje.
Zatim, PNE pokazuje svojstva promjene faze. U procesu nazvanom in situ toplinska polimerizacija, pri temperaturama iznad 150 °C tekući elektrolit prolazi faznu promjenu u čvrstu polimernu mrežu. Time nastaje fizička barijera koja sprječava taljenje separatora i unutarnje kratke spojeve te zaustavlja nastajanje plinova, piše ESS News.
U trećem mehanizmu, sustav s dva sola stvara zaštitne slojeve na katodi i anodi. Na taj se način održava strukturni integritet pri visokonaponskom radu i produljuje vijek ciklusa.
Elektrolitski sustav koristi isključivo komercijalno dostupne, konvencionalne sirovine, što ga čini ekonomičnim, jednostavnim za skaliranje i visokovrijednim za industrijsku primjenu. U budućnosti će ova tehnologija ponuditi novo rješenje za baterije visoke energetske gustoće i visoke sigurnosti. Rad u Nature Energyu također navodi da je baterija temeljena na PNE-u "uspješno prošla test probijanja čavlom i test vruće komore pri 300 °C, čime je dokazana njezina iznimna sigurnost i pouzdanost. Istovremeno, ovaj sigurnosni napredak nije postignut na račun elektrokemijskih performansi; baterija posjeduje široku temperaturnu prilagodljivost od −40 °C do 60 °C i visokonaponsku stabilnost koja prelazi 4,3 V, postižući ravnotežu između visoke sigurnosti i visoke energetske gustoće.
