电池，现代社会最不缺的“心脏”——手机、电动车、储能电站，哪哪都离不开。但高能量密度的电池也有一个挥之不去的阴影：热失控。一个局部过热，可能引发连锁反应，最终导致起火爆炸。

如何让电池在异常升温时“自己管住自己”？南方科技大学王启迪副教授在《自然-材料综述》发表评论文章，系统梳理了热响应聚合物在可充电电池安全调控中的研究进展。

这些智能材料像电池内部的“热开关”——平时不影响正常充放电，一旦温度异常升高，它们会自主触发结构转变，切断离子或电子传输，在热失控萌芽阶段就主动“叫停”。

电池热失控：一场“链式灾难”

热失控一旦启动，就是不可逆的多阶段破坏过程：

• 阶段一：界面失稳。 电极-电解液界面发生放热副反应，SEI膜分解，温度开始爬升。
• 阶段二：材料崩溃。 电极材料快速降解，电解液大量分解，隔膜熔化，热量和气体急剧释放。
• 阶段三：灾难爆发。 不受控的放热反应引发火灾、爆炸。

热响应聚合物的思路是：在阶段一就主动介入，把失控苗头掐断。

Figure 1（热响应聚合物用于电池安全调控的三种机理示意图）

三道防线：热响应如何“叫停”热失控

文章将热响应机制归纳为三类，分别在热失控的不同阶段发挥作用：

第一道：相转变调控（80-130°C）

温度升高到临界点时，聚合物发生物理结构转变——如链收缩、相分离或晶区熔化，形成致密保护层，堵塞隔膜孔道，增加电解液粘度，抑制离子传输。例如，聚(甲基丙烯酸苄酯)基和聚环氧乙烷基聚合物在LCST或熔点附近，可在几分钟内阻断离子通道，且过程部分可逆，适合早期过热防护。

第二道：传输网络中断

在电极中掺入热膨胀聚合物，高温下突然体积膨胀，机械性地破坏导电网络，直接切断电子传输。特点是响应快（毫秒至秒级）、效果直接——电路一断，反应即止。可选可逆或不可逆两种模式，但不可逆模式以永久性性能损失为代价。

第三道：热化学反应调控（120-150°C）

更高温度下，聚合物发生不可逆的化学键转变——聚合或交联，在电极表面形成绝缘钝化层，阻断电荷传输，抑制燃烧反应。通常在数秒内完成，属于“自我牺牲”式保护，用于热失控后期的最后一道屏障。

挑战与前景

目前仍面临三大瓶颈：

一是多数热响应聚合物局限于特定电池体系（对电解液环境敏感）；

二是集成后可能损害电化学稳定性（安全与性能的平衡）；

三是实验室成果需要可扩展的合成工艺。

文章同时指出，未来将热响应与电、机械或化学响应策略结合，有望构建协同保护网络，为下一代高安全储能系统开辟新路径。

论文信息：Thermo-responsive materials for rechargeable batteries，Nature Reviews Materials，2026，

DOI: 10.1038/s41578-026-00946-y

总结：

系统梳理热响应聚合物在可充电电池中的三种安全调控机制（相转变/网络中断/热化学反应）→分别在热失控早/中/后期发挥作用→为下一代高安全电池材料设计提供框架。