六氟磷酸鋰（LiPF6）是目前商品鋰離子電池中廣泛使用的電解質(zhì)鋰鹽。雖然它單一的性質(zhì)并不是最優(yōu)的，但是其綜合性能是最有優(yōu)勢的。但是LiPF6 也有其缺點(diǎn)，例如，LiPF6 是化學(xué)和熱力學(xué)不穩(wěn)定的，會發(fā)生如下反應(yīng)：

LiPF（6s）→LiF（s）+ PF（5g）

該反應(yīng)生成的PF5 很容易進(jìn)攻有機(jī)溶劑中氧原子上的孤對電子，導(dǎo)致溶劑的開環(huán)聚合和醚鍵裂解，這種反應(yīng)在高溫下分解尤其嚴(yán)重。

目前關(guān)于高溫電解質(zhì)鹽的研究多集中在有機(jī)鋰鹽領(lǐng)域。代表性物質(zhì)主要有硼基鋰鹽、亞胺基鋰鹽。LiB（C2O4）2（LiBOB）是近幾年新合成的一種電解質(zhì)鹽，它具有很多優(yōu)良性質(zhì)，分解溫度302 ℃ ，可以在負(fù)極形成穩(wěn)定的 SEI 膜。改善石墨在PC 基電解液中的性能，但其黏度大，形成的SEI 膜的阻抗較大［14］。LiN（SO2CF3）2（LiTFSI）的分解溫度在360 ℃以上，常溫時(shí)的離子電導(dǎo)率略低于LiPF6，電化學(xué)穩(wěn)定性好，氧化電位約為5. 0 V，是研究最多的有機(jī)鋰鹽，但它對Al 基集流體的腐蝕嚴(yán)重。

4 聚合物電解質(zhì)

許多商品鋰離子電池使用易燃易揮發(fā)的碳酸酯溶劑，若出現(xiàn)漏液很可能引起火災(zāi)。大容量、高能量密度的動力型鋰離子電池尤為如此。而使用不可燃的聚合物電解質(zhì)代替易燃的有機(jī)液態(tài)電解質(zhì)，能夠明顯提高鋰離子電池的安全性。

聚合物電解質(zhì)，尤其是凝膠型聚合物電解質(zhì)的研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。目前已經(jīng)成功用于商品化鋰離子電池中，按照聚合物主體分類，凝膠聚合物電解質(zhì)主要有以下3 類：PAN 基聚合物電解質(zhì)，PMMA 聚合物電解質(zhì)，PVDF 基聚合物電解質(zhì)。

但是凝膠型聚合物電解質(zhì)其實(shí)是干態(tài)聚合物電解質(zhì)和液態(tài)電解質(zhì)妥協(xié)的結(jié)果，凝膠型聚合物電池仍然有許多工作要做。

3 正極材料

可以確定正極材料在充電狀態(tài)電壓高于4 V 時(shí)不穩(wěn)定，易于在高溫下發(fā)生熱分解放出氧氣，氧氣與有機(jī)溶劑繼續(xù)反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱及其他氣體，降低電池的安全性［2，17-19］。因此，正極與電解液反應(yīng)被認(rèn)為是熱失控主要原因。對于正極材料，提高其安全性的常見方法為包覆修飾。如用 MgO、A12O3、SiO2、TiO2、ZnO、SnO2、ZrO2 等物質(zhì)對正極材料進(jìn)行表面包覆，可以降低脫Li+ 后正極與電解液的反應(yīng)，同時(shí)減少正極的釋氧，抑制正極物質(zhì)發(fā)生相變，提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，降低晶格中陽離子的無序性，從而降低循環(huán)過程中的副反應(yīng)產(chǎn)熱。

4 碳材料

目前對安全性要求更高的動力電池中通常使用具有較低的比表面積，較高的充放電平臺，充電態(tài)活性較小，熱穩(wěn)定性相對較好安全性高的球形碳材料，如中間相碳微球（MCMB），或者尖晶石結(jié)構(gòu)的Li9Ti5O12，其較層狀石墨的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更好［20］。目前提高碳材料性能的方法主要包括表面處理（表面氧化、表面鹵化、碳包覆、包覆金屬及金屬氧化物、聚合物包覆）或者引入金屬或者非金屬進(jìn)行摻雜。

5 隔膜

目前在商業(yè)鋰離子電池中應(yīng)用最廣泛的隔膜依然是聚烯烴材料，其主要缺點(diǎn)就是高溫下熱縮以及電解液浸潤性差。為了克服這些缺陷，研究人員嘗試了很多辦法，如尋找熱穩(wěn)定性材料代替，或者添加少量Al2O3 或 SiO2 納米粉的隔膜，其不但具有普通隔膜的作用外，還具有提高正極材料的熱穩(wěn)定性的作用。

MIAO 等采用靜電紡絲法制備的聚酰亞胺納米無紡布隔膜。DSC 和 TGA 等表征手段顯示其不但能夠在500 ℃下保持熱穩(wěn)定，還相對Celgard 隔膜具有更好的電解液浸潤性。

WANG 等制備出 Al2O3-PVDF 納米級復(fù)合微孔膜，該復(fù)合微孔膜表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能，滿足鋰離子電池隔膜的使用要求。

3 總結(jié)及展望

電動汽車和能源存儲用的鋰離子電池，其容量遠(yuǎn)大于小型電子設(shè)備，且使用環(huán)境更為復(fù)雜。綜上所述，我們可以看出其安全性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)還沒解決，已經(jīng)成為目前應(yīng)用的技術(shù)瓶頸。后續(xù)工作需要深入到電池在非正常運(yùn)行后可能導(dǎo)致的熱效應(yīng)，探求提高鋰離子電池安全性能的有效途徑。目前使用含氟溶劑和阻燃添加劑是開發(fā)安全型鋰離子電池的主要方向，如何兼顧電化學(xué)性能和高溫安全性將是未來研究重點(diǎn)。例如開發(fā)集P、N、F、Cl 于一體的高性能復(fù)合阻燃劑，開發(fā)高沸點(diǎn)、高閃點(diǎn)的有機(jī)溶劑，進(jìn)而制備高安全性能的電解液。復(fù)合阻燃劑，雙功能添加劑也會成為今后發(fā)展趨勢。對于鋰離子電池電極材料，因材料的表面化學(xué)性質(zhì)不一，電極材料對充放電電位的敏感程度也不一致，不可能用一種或有限的幾種電極/電解液/添加劑對所有電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此，今后應(yīng)著力研究開發(fā)針對特定電極材料的不同電池體系。同時(shí)開發(fā)構(gòu)建具有高安全性的聚合物鋰離子電池體系或者開發(fā)具有單一陽離子導(dǎo)電和快離子輸運(yùn)以及高度熱穩(wěn)定性的無機(jī)固體電解質(zhì)。此外，提高離子液體性能、開發(fā)簡單廉價(jià)的合成工藝也是今后研究的重要內(nèi)容。