リチウムイオン電池の資源問題からナトリウムイオン電池が注目され、市場に出始めている。
製品説明では、長期放置可能　　発火リスク小で、 　過放電に強い、-35℃～50℃まで幅広い温度環境での使用に耐える、短い充電時間（Liの半分以下の時間）という。
一方で、Naイオンが、Liイオンより原子が大きいために、単位体積当たりの電池容量が小さく、使用温度域が広いことや充電時間が短いなどから、携帯用というより据え置き型・設備用・車用が向いているとも。

発表されている製品は、その安全性が優れ充放電回数が一桁多いなどもあるので、科学評価をみるためAIで公開論文を調べてみたら、３つの論文の提示があった。
最後の論文では、問題の原因である電解質が熱暴走させない機構を提示しているもので、興味深い。、

最新の研究（2025年〜2026年段階）において、SIBは「熱暴走Thermal runawayの**開始（Onset）は遅いが、一旦始まった際の挙動（Severity）**はLIBより激しくなる可能性がある」という二面性が指摘されています。
ナトリウムイオン電池に使用される正の電極に利用される物質で、NaはLiよりO（酸素）との結びつきが弱く、このため熱暴走時に酸素を放出しやすく、電解液と激しく燃焼する危険性があるとの指摘があり、「酸素放出リスク」が、SIBの「アキレス腱」として議論されているという。この克服は大きな課題だと。

  • 層状酸化物正極の構造的不安定性: 多くのSIBで採用されている層状酸化物系正極は、高充電状態で結晶構造から酸素が抜けやすく、これが電解液と反応して爆発的燃焼（Explosive combustion）を引き起こす要因となります。LIB（特にLFP）はこの酸素放出が極めて少ないため、「燃えにくさ」という一点においては、現時点のSIBはLFPに劣るという評価がフェアです。

  • 安全性の「トレードオフ」: 「0V輸送ができる（輸送・保管時の安全性）」や「熱暴走の開始温度が高い（火がつきにくい）」というメリットはありますが、**「一旦火がついた時の制御の難しさ」**については、LIBと同等か、それ以上に激しくなるリスクを孕んでいます。

  • 2026年時点の立ち位置: 現在の技術開発は「SIBが本質的に安全だから使う」というフェーズではなく、**「どうすればLIBより高いエネルギー密度を狙いつつ、致命的な酸素放出を抑え込めるか」**という、いわば「リスク封じ込め」の途上にあります。

以下に、論文を３つ紹介する。

pubs.acs.org誌

Perspective on Thermal Stability and Safety of Sodium-Ion Batteries

ナトリウムイオン電池の熱安定性と安全性に関する考察　October 21, 2025

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsenergylett.5c02345

概要

ナトリウムイオン電池（SIB）は、ナトリウム資源の豊富さと低コストを背景に、持続可能で費用対効果の高いエネルギー貯蔵の有力候補として注目を集めています。
電気化学的性能の向上において顕著な進歩が見られる一方で、SIBの熱安定性や固有の劣化経路の役割はまだ十分に解明されていません。

本稿では、極限的な動作条件や過酷な条件下で、材料、電極、セルの各レベルにおけるSIBの熱不安定性を引き起こすメカニズム的相互作用を検証します。
主要な電極および電解質コンポーネント（界面を含む）の熱電気化学的特性を分析し、リチウムイオン電池（LIB）と比較してSIBの熱応答が特異となる根本的な要因を特定します。
現在のSIBプロトタイプを市販のLIB技術と比較し、コストと性能のトレードオフの観点からベンチマークを行うことで、SIBシステムの安全かつ拡張可能な展開を実現するために解決すべき重要な課題を明らかにします。

 

『eTransportation』誌 (2025年)

論文タイトル: Thermal runaway behavior of large-format sodium-ion and lithium-iron phosphate batteries under different trigger sources: A comparative study

https://doi.org/10.1016/j.etran.2025.100495

大容量のナトリウムイオン電池と、LIBの中でも安全とされるリン酸鉄リチウム（LFP）電池を、加熱や過充電などの条件下で直接比較した研究

ハイライト
　大型ナトリウムイオン電池（CFM電池）の熱暴走（TR）およびガス放出挙動を調査した。

  • CFM電池のTR最高温度は、リン酸鉄リチウム電池（LFP）よりも高い。
  • 安全弁はTR発生とほぼ同時に開いた。
  • CFM電池のガス放出は、TRのモードに大きく影響される。
  • ナトリウムイオン電池の安全性は、さらなる検証が必要である。

概要

ナトリウムイオン電池（SIB）は、コスト効率と資源持続可能性の可能性から、リチウムイオン電池（LIB）の有望な補完技術として注目されている。しかし、電気自動車やエネルギー貯蔵分野への応用において、SIBの熱安全性は極めて重要であるため、その評価は依然として必要である。

本研究では、過充電および過熱条件下における 185 Ah Cu-Fe-Mn ベースのナトリウムイオン (CFM) 電池と 314 Ah LiFePO4 (LFP) 電池の熱暴走 (TR) およびガス放出挙動を体系的に調査し、比較した。

実験結果によると、CFM 電池の TR プロセスは、LFP 電池と比較して明確な特徴を示します。
過充電条件下では、CFM 電池は過熱時に観測されるよりも激しい温度変動を経験し、最大 TR 温度はそれぞれ 620.9度;C と 587.3度;C に達し、LFP 電池で記録された値よりも大幅に高くなっています。
安全弁の作動時間は、どちらのシナリオでも TR の開始とほぼ同じです。

ガス分析により、CFM 電池の TR 中に生成される主要なガス組成は、LFP 電池で生成されるガス組成と同程度であることが明らかになりました。総ガス量は、過熱時に 397.6 L、過充電時に 699.3 L でした。 CFM電池はLFP電池に比べて過充電に対する耐性が優れているものの、高いTR温度と、水素、一酸化炭素、メタンなどの可燃性ガスの大量放出により、燃焼および爆発のリスクが著しく高まります。

これらの結果は、電気自動車、充電ステーション、エネルギー貯蔵システムなど、将来の用途におけるCFM電池のより安全な統合に貢献する可能性があります。

 

『Nature Energy』誌 (2026年4月)

論文タイトル: Thermal runaway-free ampere-hour-level Na-ion battery via polymerizable non-flammable electrolyte (中国科学院等のチームによる発表)

https://www.nature.com/articles/s41560-026-02032-7

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

概要: 温度が上昇すると電解液が瞬時に重合して固体化し、イオンの移動を物理的に遮断して熱暴走を未然に防ぐ「スマート電解液」を開発したという研究です。

主な成果: 150°C以上の異常過熱が発生した際に、電池内部で「自己消火」的な反応が起こり、発火を完全に抑え込むことに成功しています。

大規模エネルギー貯蔵における充電式電池の応用において、安全性は最も基本的な要件です。不燃性電解質の開発に多大な努力が払われてきましたが、アンペア時レベルの電池における熱暴走の排除は未だ達成されておらず、電解質の難燃性と電池の安全性との相関関係も依然として不明確です。

本研究では、アニオンとカチオンの相乗的な溶媒和効果を利用し、熱によって重合する重合性かつ不燃性の電解質を提案します。
最適化された電極-電解質界面と架橋バリアにより、電極間の機械的/化学的相互作用を防ぎ、副反応/還元性ガスの発生を抑制することで、アンペア時レベルの電池における熱暴走を抑制しました。

また、釘貫通試験も煙、火災、爆発を起こすことなく合格しました。本研究は、不燃性電解質の設計を超えた電池の安全性に関する知見をもたらし、より安全で効率的なエネルギー貯蔵用電池システムへの道を開くものです。