近二十年來(lái),鋰離子電池由于具有突出的性能,例如高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命、無(wú)記憶效應(yīng)和可控的形狀設(shè)計(jì),被廣泛應(yīng)用于便攜式設(shè)備(如電話、筆記本電腦和便攜式電源),其作用在人們的生活中已經(jīng)變得極為重要。不僅如此,在過去五年中,鋰離子電池也被認(rèn)為是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(HEV)、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和電動(dòng)汽車的最佳動(dòng)力源。然而,由鋰離子電池的燃燒和爆炸而引起的事故卻時(shí)常發(fā)生,例如三星Note7手機(jī)的爆炸和2015年廈門HEV公共汽車的自燃事件。一般而言,大多數(shù)鋰離子電池組成包括聚烯烴類隔膜、液體有機(jī)電解液(包括:碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸二甲酯)、鋰鹽和正負(fù)極。其中隔膜和電解液的低熱穩(wěn)定性和易燃性通常被認(rèn)為是導(dǎo)致鋰離子電池燃燒和爆炸的主要原因。因此,從隔膜和電解液角度來(lái)提高鋰離子電池的安全性具有重要意義。一方面,通過摻入磷基液體阻燃劑,可以實(shí)現(xiàn)電解液可燃性的顯著降低以及鋰電池更優(yōu)的電化學(xué)性能。在高溫下產(chǎn)生的磷-氧自由基可以主動(dòng)捕獲由燃燒產(chǎn)生的自由基以終止燃燒。因此,含磷電解液體系是電解液易燃問題的最有前景的解決方法之一。另一方面,無(wú)機(jī)物基隔膜被廣泛用于改善隔膜的熱穩(wěn)定性和孔隙率,可賦予鋰離子電池...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?（ａ）?２０１６年三星Ｎｏｔｅ７爆炸事件；（ｂ）?２０１２南京的年綠源電動(dòng)車自燃事件；（ｃ）??２０１６年上海的比亞迪插混動(dòng)電動(dòng)汽車和（ｄ）?２０１６年廈門的電動(dòng)公交車自燃事件

通過在陽(yáng)極中失去電子成鋰離子并通過隔膜向陰極材料移動(dòng)，重新回到陰極材料??的晶格結(jié)構(gòu)中［３７］。這些鋰離子在陰極材料的晶格結(jié)構(gòu)中重排。由于這種獨(dú)特的??機(jī)制，鋰離子電池也被稱為搖椅式電池［３８］。相應(yīng)的原理圖如圖１．２所示。??２??

圖１．２鋰離子電池工作示意圖

ａ）?Ｇａｌａｘｙ??、＇為＇．：妒??圖１．１?（ａ）?２０１６年三星Ｎｏｔｅ７爆炸事件；（ｂ）?２０１２南京的年綠源電動(dòng)車自燃事件；（ｃ）??２０１６年上海的比亞迪插混動(dòng)電動(dòng)汽車和（ｄ）?２０１６年廈門的電動(dòng)公交車自燃事件。??因此，必須開發(fā)和制備更優(yōu)異的電解液和隔膜，來(lái)解決....

圖１．３?（ａ）?ＬｉＣｏ０２的層狀結(jié)構(gòu)，在ＬｉＭＣｈ?（Ｍ?＝?Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ）中，金屬層以隨機(jī)方式被??Ｍｎ、Ｎｉ和Ｃｏ占據(jù)；（ｂ）?ＬｉＭｎ２０４Ｗ尖晶石結(jié)構(gòu)和（ｃ）?ＬｉＦｅＰ０４的橄欖石結(jié)構(gòu)［５５］

??到目前為止，市場(chǎng)上商業(yè)化的陰極材料含有不同的晶體結(jié)構(gòu)［４１－４３］，如圖１．３??所示：層狀結(jié)構(gòu)，例如ＵＣｏＣｈ、ＬｉＮｉ０２和ＬｉＮｉｗＣｏｍＭｎｗＣｈＭ＃］；尖晶石結(jié)??構(gòu)，如?ＬｉＭｎ２〇４?和?ＬｉＮｉ１／２Ｍｎ３／２〇４［５０－５４］；橄欖石結(jié)構(gòu)，如?ＬｉＦｅＰ〇４....

圖１．４鋰離子電池與Ｎｉ／Ｃｄ和Ｎｉ／ＭＨ電池相比的優(yōu)勢(shì)

生了巨大的影響。鋰離子電池的不斷成功與其特有的優(yōu)勢(shì)是分不開的。一般而言，??鋰離子電池在很多方面要優(yōu)于其他電池，如Ｎｉ／Ｃｄ和Ｎｉ／ＭＨ電池［１１５］。其獨(dú)特??優(yōu)勢(shì)如下（圖１．４）：??￡Ｂｌｌｉｂ＼?麗??：＂Ｖ?Ｖ??圖１．４鋰離子電池與Ｎｉ／Ｃｄ和Ｎｉ／ＭＨ電池相比的優(yōu)勢(shì)....

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