研究背景与行业需求

高温电池作为特种能源技术的核心分支，在航空航天、深空探测、军事装备及地热勘探等领域具有不可替代的作用。

。传统锂电池因电解液易燃、高温易分解等问题，难以满足极端环境下的长期稳定供电需求。镁金属凭借高熔点（651°C）、抗枝晶特性及资源丰富等优势，被视为高温电源的理想选择。

然而，高温下电解质稳定性差、镁负极界面副反应频发等问题长期制约其应用。

技术突破：新型聚合物电解质与界面工程

中国科学院青岛生物能源与过程研究所联合青岛大学、青岛科技大学等团队，于2025年取得重大进展。研究通过原位交联聚合物电解质（MgB@CGPE）设计，成功攻克高温界面难题，相关成果发表于《先进材料》（Advanced Materials）。

核心创新点：

耐高温电解质材料：
以聚环氧氯丙烷为基体，引入双官能团小分子季铵化交联剂，形成具有高热稳定性（耐受30–180°C）和优异机械性能（拉伸强度1.08 MPa，断裂伸长率2924%）的凝胶电解质。其单离子导体特性（镁离子迁移数0.71）显著降低电池极化，提升能量效率。

界面优化机制：
季铵根官能团因低LUMO能级优先在镁负极表面分解，形成富含Mg?N?的梯度界面层。该界面层可将镁离子迁移活化能降低50%以上，有效抑制副反应，同时具备自修复能力，确保高温滥用条件下的安全性。

全电池性能验证：
基于该电解质的Mo?S?//Mg电池在150°C高温下循环200次后容量保持率超80%，软包电池通过针刺、挤压等安全测试无热失控，为目前高温镁电池性能的标杆。

应用场景与产业价值

1. 极端环境设备：
适用于卫星、深空探测器等温差剧烈环境的电源系统，以及地热井监测传感器等高温场景

2. 高安全性需求领域：
军事装备、医疗设备等对电池安全性要求严苛的领域，其自修复特性可降低热失控风险。

3. 工业与车载电子：
支持发动机舱内高温区域备用电源，或无人机、重型机械的快速充电系统。

未来展望

研究团队指出，下一步将聚焦电解质的微型化集成与多功能扩展，例如结合透明柔性特性开发可穿戴设备电源，或通过规模化生产工艺（如卷对卷技术）降低成本。该技术为高温储能领域提供了全新解决方案，有望推动我国在特种电池产业链的世界竞争力。