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安全性问题是困扰大容量锂离子动力电池进一步发展的主要障碍,如电池在过充、过放、短路、热冲击等滥用状态下,容易着火甚至爆炸;本文研究旨在尽可能不影响电池电化学性能的基础上提高动力电池的安全性能。可行性阻燃剂磷酸三(β-氯乙基)酯(TCEP)、磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三(2,3-二氯丙基)酯(TDCPP)、磷酸三苯酯(TPP)和磷酸三甲苯酯(TCP)都能显著降低电解液1mol/L LiPF6/EC+DMC (1:1质量比)的可燃性,其中TMP最显著;通过研究5wt%上述阻燃剂对18650型石墨/ LiCoO2电池影响得知,TCEP对电池电化学性能影响最小。10wt%TMP运用于以1mol/L LiPF6/EC+DMC为电解液18650型石墨/LiMn2O4电池,在该电池首次充放电过程中,TMP在负极上的分解而影响了良好SEI膜的形成,会使电池容量循环衰减加剧。若成膜添加剂碳酸亚乙烯酯(VC)和TMP复合使用时,由于VC优先还原并在石墨负极表面聚合形成良好的SEI膜,有效地抑制了TMP在石墨负极上的分解,既改善电池的循环性能,又提高了安全性。TMP对以1mol/L LiPF6/EC+DMC为电解液18650型石墨/ LiCoO2电池电化学性能的影响较石墨/ LiMn2O4电池显著。电解液中加入2wt%VC能提高石墨/ LiCoO2电池和石墨/ LiMn2O4电池的库仑效率,同时减小电化学反应阻抗,进而改善了电池的循环性能。研究了电解液1mol/L LiPF6/EC+DMC中添加3 wt %、7.5 wt %和10 wt % TCEP对083448型石墨/ LiCoO2电池安全性和电化学性能的影响,结果表明电解液中含7.5wt%TCEP时,TCEP的分解电压为4.7V,在250℃、280℃和320℃出现连续吸热分解反应,电池100次循环后负极表面状况良好,在150℃环境温度下对电池进行的耐高温测试表明电池温度在147~155℃上下波动,TCEP极大的提高了电池的安全性,同时对电池循环性能的影响较小。另外研究得知双面光铜箔作为锂离子电池负极集流体从电化学性能和安全性能两个方面都明显优于双面毛铜箔。本文的创新在于首次将阻燃剂TMP和成膜剂VC复合使用于锂离子电池,同时开发了新型锂离子电池阻燃剂TCEP。