王特，蒋立，田晓录，方彬任，屈龙，李明涛

（1西安交通大学化学工程与技术学院，陕西西安710049；2上海空间电源研究所，上海200245）

自19世纪工业革命以来，化石燃料等不可再生资源的急剧消耗、CO2的大量排放加剧了对环境的危害[1]。减缓气候变化和能源可持续发展已成为世界各国的首要目标。在此背景下，新能源开发、转化以及存储技术有了突飞猛进的发展。在可再生清洁能源的开发过程中，锂离子电池由于其能量密度高、周期寿命长等优点被广泛应用于电动汽车、便捷式电子产品、绿色电网储能等领域[2-3]。如今，锂离子电池与人们的生活息息相关，然而由于不可避免地使用易挥发和易燃成分，含有锂离子电池的设备可能会发生燃烧爆炸等危险事故[4]。因此，锂离子电池安全问题越来越受到重视，锂离子电池的安全性也成为了阻碍其发展的主要障碍之一。其安全问题主要表现在危险状态（碰撞挤压、过快充放电、短路、高温等）下会导致热失控、着火、爆炸等[5-6]。

近年来，针对锂离子电池安全性研究的报道越来越多，人们采用了包括外部和内部保护设计等策略来预防锂离子电池的安全隐患。外部保护设计，如设置安全的通风口，减少电池内部产生气体的压力[7]，只能在一定程度上提高安全性，电池内部温度和压力的增加可能在非常短的时间内发生，因此可能不容易被外部设备检测到，然而内部保护设计能够快速响应电池内部温度和电压的变化，因此，内部安全策略被认为是保护锂电池安全更有效的方法，并得到了广泛的研究[8-9]。

内部保护的策略主要有在电解液中加入热稳定材料、过充氧化还原保护剂、热敏开关保护、提高隔膜热稳定性等。由于常规液态电解液的易燃性，在电解液中添加阻燃剂，如磷酸酯[10]、氢氟醚[11]、离子液体[12]可以降低电解液的易燃性。但是，由于相对较低的电导率和较差的界面相容性限制了固态聚合物电解质的应用[13]。其次，电池在过充条件下发生热失控造成燃烧、爆炸等危险状况，通过在电解液中添加过充保护添加剂可以限制电压。最后，热失控等危险情况往往是瞬时发生的，添加阻燃剂这种临时策略无法满足对热失控的快速响应的需求，因此需要新的思路和方法。温敏开关保护材料[14]对温度变化响应敏感，当电池内部温度异常时可以迅速关闭电池，从而防止危险事故的发生。如果电池内部设置了可逆的温敏保护材料[15]，当温度故障解除时，电池又能恢复正常工作。本文主要从安全电解质、热响应开关正极材料、安全隔膜方面综述了锂离子电池安全性研究的最新进展。

1 安全电解质

常规的锂离子电池主要由易燃有机电解液[如碳酸乙烯酯（EC）和碳酸二甲酯（DMC）的混合物]、作为氧化剂的活性含氧正极（如LiCoO2）和能够助燃的石墨负极组成[16]。当电池遇到异常情况，如过度充电[17]、内部短路或机械损坏，电池温度就会增大，而电池内部的放热化学反应速率也会增加，形成一种恶性正反馈循环[18]。锂离子电池内部的电解液本质上极易燃烧，此时当温度持续上升到一定程度时就会导致起火燃烧，对于大型电池组而言将是严重的灾难。所以，降低有机电解液的易燃性是一种较好的保护电池安全的策略。

1.1 加入阻燃剂

从电解液入手是解决锂电池安全问题的方法之一，在电解液中添加高溶解度、不易燃的溶剂，如磷酸酯、氢氟醚和离子液体等，可以让电解液具有很好的阻燃性，从而提高电池的安全性。

1.1.1 磷酸酯

磷酸酯分子具有高黏度、高溶解度等优点，是阻燃电解液添加剂的理想选择[19]。常见的磷酸酯主要有磷酸三甲酯（TMP）[20]、磷酸三乙酯（TEP）[21]、乙基磷酸二乙酯（DEEP）[22]、磷酸二苯酯等。磷酸酯的阻燃作用机理是一种化学自由基结合过程，含磷分子可分解为含磷的自由基，优先结合负责燃烧的自由基（·H和·OH自由基），从而达到阻燃目的[23]。Liu等[10]设计了一种新型的聚双(4-苯氧基)丙烷甲基磷酸酯（PBMP）阻燃剂，由于PBMP具有很高的热稳定性，将溶有PBMP的多溴二苯醚加入聚环氧乙烷（PEO）体系，能够使体系具有良好的阻燃效果，并且室温下电池的电导率可以达到1.25×10-5S/cm。然而阻燃剂磷酸酯的质量分数必须超过40%电解液才会变得不易燃，这样的代价就是在石墨表面很难形成稳定的固体电解质界面（SEI）膜，从而可能导致在充放电循环过程中负极效率非常低[24]。为了弥补烷基磷酸酯的不足，Zhu等[25]提出了氟化磷酸酯的方法，原因为磷和氟都是良好的阻燃元素，可以起到协同作用，从而在较少使用量的情况下提高阻燃效果；其次，氟有利于稳定的SEI膜形成，可以实现烷基磷酸酯与石墨负极的电化学相容性；而且氟原子会削弱分子间的黏滞力并降低分子和离子的移动阻力，因此氟化磷酸酯的黏度低于其相应的烷基磷酸酯，对电解质的电导率影响比较小。Zeng等[22]合成了一种新型的氟化烷基膦酸酯双(2,2,2-三氟乙基)甲基膦酸酯（TFMP）作为阻燃剂，降低了电解质的可燃性，并且对电池的电化学性能影响较小。

除磷酸酯的氟化策略外，Liu等[26]将阻燃剂磷酸三苯酯（TPP）包封在保护聚合物壳内，防止了阻燃剂直接溶解到电解液中，对电池性能造成不利影响。如图1，当电池发生热失控时，聚合物外壳聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物（PVDF-HFP）会随着温度的升高而熔化，然后将封装在内部的阻燃剂TPP释放到电解液中，从而有效地抑制了电解液的燃烧。

图1 热触发智能阻燃添加剂的原理[26]

1.1.2 离子液体

离子液体是一种非挥发性溶剂，具有良好的热稳定性、化学稳定性和电化学稳定性，可以作为独立电解质、添加剂、凝胶聚合物电解质中的填充剂等[27-28]。离子液体在结构上是由阴阳离子组成的，离子之间通过库仑力相互作用。由于离子间的强静电作用，离子液体与传统有机溶剂相比具有更高的黏度[29]。离子液体通常比较黏稠，表现出低蒸气压和强的过冷倾向。而低蒸气压会使离子液体不易燃，这是离子液体用作锂离子电池电解液阻燃剂的主要原因之一[30-31]。

纯离子液体电解质通常无法在石墨负极上形成有效的SEI膜[30]，所以不可避免地会在石墨负极上发生还原分解或将阳离子嵌入石墨中，致使电池不能正常充放电。为了增强离子液体与石墨负极的相容性，通常将有机添加剂，如碳酸亚乙烯酯（VC）或者碳酸亚乙酯（EC）引入离子液体电解质中，用来优化石墨负极与离子液体之间的界面性能[32]。

离子液体的特性可以通过阳离子和阴离子的各种结构变化进行修饰，阳离子的醚基或烯基官能化有利于获得低黏度和高导电性。氟化磺酰基型阴离子，如双(三氟甲磺酰基)亚胺（TFSI）和双(氟代磺酰基)亚胺（FSI）具有弱的配位性和高的电荷离域性，可赋予离子液体低黏度。除此之外，基于TFSI和FSI阴离子的离子液体还具有很高的电化学稳定性，并且可以对锂金属进行可逆的锂氧化还原。Wang等[12]研究了基于功能化1,3-二烷基咪唑阳离子和双(三氟甲磺酰基)酰亚胺阴离子（TFSI-）的纯离子液体电解质，发现醚功能化可以带来电池初始库仑效率的显著提高以及与传统碳酸盐基电解质相当的循环性能。另一种尺寸小且电荷离域高的阴离子是双氰胺（DCA）阴离子，Shen等[33]合成了由醚官能化吡唑阳离子和DCA阴离子组成的4种离子液体，这4种离子液体具有较高的热稳定性。然而，离子液体也存在高黏度导致的电池低速率、低Li+迁移数以及成本高等一系列问题，在提高锂电池安全方面还需要继续进一步的研究。

1.1.3 氢氟醚

高黏度的阻燃添加剂会导致离子电导率低等一系列问题，研究者们开发出了一种低黏度、不可燃的氢氟醚阻燃剂。氢氟醚（HFE）阻燃剂主要有甲基-九氟丁基醚（MFE）、乙基-九氟丁基醚（EFE）、2-三氟甲基-3-甲氧基-全氟戊烷（TMMP）和2-(三氟-2-氟-3-二氟丙氧基)-3-二氟-4-氟-5-三氟戊烷（TPTP）等[34-35]。这些阻燃剂除了阻燃性高外，还具有低黏度、低熔点、低表面张力和良好的电化学稳定性等优点。Fang等[36]提出了二甘醇二乙醚（G2E）和甲基-九氟丁基醚（MFE）的混合物作为锂离子电池的阻燃电解质，使用了氟代碳酸亚乙酯（FEC）添加剂来改善电解质与石墨负极的相容性。其中二甘醇二乙醚（G2E）是一种甘醇二甲酸酯（低聚醚），具有高闪点（74℃），易溶解锂盐，并与不易燃的HFE混溶。在FEC添加剂的作用下，该电解液与石墨负极具有很好的相容性。这种阻燃电解质的黏度低，在25℃下的电导率可以达到3.8mS/cm。并且使用这种阻燃电解质组装电池的充放电循环性能与使用传统电解液的电池接近。Jiang等[37]基于电池热失控原理，如图2(a)所示，提出了一种复合电解质添加剂，包括全氟-2-甲基-3-戊酮（PFMP），N,N-二甲基乙酰胺（DAMC）和氟碳表面活性剂（FS）。其中DMAC作为路易斯碱可以提高热稳定性；具有自冷功能的全氟-2-甲基-3-戊酮（PFMP）可以用作内部微型灭火器；可改善界面相容性的碳氟表面活性剂（FS）确保了良好的电化学性能。这种基于协同概念的设计，如图2(b)和图2(c)所示，结合了各种类型阻燃剂的优点，避免阻燃剂过量影响电池的整体性能。

图2 复合电解质添加剂[37]

虽然通过添加阻燃剂来降低电解液的易燃性是一个较好的选择，但是阻燃添加剂的高黏度会导致离子电导率较低，直接溶解到电解液中会影响电池的电化学性能等问题还真实存在，需要人们进行更深入地研究来开发出更高效的阻燃添加剂。除此之外，用固态电解质代替传统有机电解液展示出了广泛的前景[38]，在保护电池安全方面可以提高电池的机械性能，如避免电池碰撞、挤压造成的电解液泄露以及热稳定性等。固态电解质主要包括无机固态电解质和固态聚合物电解质[39]。其中，无机固态电解质有硫化物[40]、氧化物[41-42]、氮化物[43]等。有许多研究者已经做了许多关于固态电解质细致的评论总结[42,44]，本文在安全电解质部分不再详述。

1.2 过充保护

过充是指给电池充电超过其设计电压。锂电池在过充条件下，电池电压随极化增大而迅速上升，带来一系列问题[45-46]，例如：①锂在阳极上的沉积，严重影响电池的电化学性能和安全性；②正极材料分解，释放氧气；③电解液分解，释放热量和气体，如H2、CO等。最终会引起燃烧、爆炸等危险事故。为了防止过充，一般采用专用的充电电路或者安装安全阀。但是这种外部临时策略不能彻底解决过充造成的安全问题，反而增加了电池的成本与复杂性[47]。

研究者们报道了通过内部添加剂的内部策略来实现电池的过充保护，对简化电池的工艺及缩小生产成本具有重要意义。根据过充保护添加剂作用机理的不同，过充保护分为氧化还原保护和电聚合保护。

1.2.1 氧化还原保护

氧化还原保护添加剂的原理[48]为当电池发生过充电时，添加剂开始在正极上氧化，氧化产物扩散到负极被还原，还原产物再扩散到正极被氧化，整个过程循环进行直到电池的过充电结束。如图3，在过度充电的正极表面上，过充保护添加剂被氧化，随后通过电解液扩散后，在负极表面还原为原始中性状态。还原的添加剂可以扩散回到正极，并且无限地保持氧化-扩散-还原-扩散的电化学循环，因此可以锁定正极电位，避免进一步的危险过充造成危险事故[49]。

图3 氧化还原添加剂机理[49]

茂金属[50]由于溶解性好、制备容易、成本低等被广泛用作过充保护添加剂，但是大部分氧化电势较低（3.0～3.5V），很可能导致电池充电尚未完成就终止充电。而且茂金属对正极材料的表面具有强吸附性，阻碍离子传导路径，并导致速率和容量降低[51]。一些金属络合物，如Fe、Ru、Ir和Ce等[39]的菲咯啉和联吡啶络合物具有较高的氧化还原电位（4V），但是由于它们低的溶解度和流动性导致电池的性能很差。

所以，理想的氧化还原保护添加剂应满足如下条件：①氧化还原反应必须高度可逆；②氧化电位必须略高于正极的正常充电终止电位，但要低于溶剂的分解电位；③在电池电压正常工作范围内，电化学稳定性要高；④溶解性及扩散性要好。

1.2.2 电聚合保护

电聚合保护是在电池内部添加一种聚合物单体分子，当电池过度充电到一定电势时就会发生电聚合反应。电池正极生成的导电聚合物膜会造成电池内部微短路，使电池自放电至安全状态。常见的电聚合保护添加剂有联苯[52]和其他取代芳香族化合物[53]等，它们共同的缺点是电聚合保护过程不可逆以及保护电压有限。Feng等[17]开发了一种电活性聚三苯胺，该电活性聚合物在电池过充时转变为导电状态，导致内部短路使电池电压维持在3.75V。此外，这种电活性聚合物单体可以可逆地工作，并且不影响电池的放电性能。

2 热响应开关材料

热响应开关材料是通过热响应机制达到保护锂电池目的的材料，即当电池内部温度异常时开关材料迅速熔融，使锂离子电池内阻增大进而达到关闭电池的目的[54]。在最近的报道中，主要是将聚合物绝缘基体与导电填料共混来制备热响应开关材料。常用的聚合物绝缘基体有聚乙烯微球[14]、绝缘聚甲基丙烯酸甲酯[55]、聚丙烯、石蜡微球等，导电填料包括炭黑[55]、碳纳米管[56]、金属纳米颗粒[15]。一般将这种热响应开关材料设置在电池正极保护电池的安全。

Huang等[56]提出了通过3D打印技术在电极上沉积涂有多壁碳纳米管（CNT）的热响应聚乙烯（PE）微球，碳纳米管的高导电性和导热性可以提高电池的电导率。如图4，当锂离子电池内部温度升高时，聚乙烯微球熔化形成一层绝缘膜，可以在60s内关闭电池。Zhong等[57]采用两种方法研究了转变温度（Tc）为90℃的基于乙烯/乙酸乙烯酯（EVA）的正温度系数（PTC）材料（图5）。方法一是直接将PTC材料与活性材料、导电炭、黏结剂等混合制备正极；另一种方法是通过在集流体和活性物质之间插入PTC层构造三明治型电极。无论采用哪种方法，当温度升至90℃以上时，所得PTC/LiFePO4复合正极均表现出自限流作用。当出现某些副反应时，温度异常升高会引起PTC组件的电阻急剧增加，进而引起整个阴极的电阻增加，导致电池反应停止。

图4 PE-CNT的3D打印沉积过程以及随后的高温熔体过程[56]

图5 LiFePO4/PTC复合电极[57]

热响应开关材料在锂电池发生危险事故时可以有效地保证电池的安全。但是，这种保护机制一旦触发，电池将永久失效。而且热响应开关材料会影响电池的电化学性能，例如降低电池正常比容量、充放电电压极化较大。为了克服此缺陷，Chen等[15]提出了一种在热膨胀系数高的聚合物基体中嵌入导电石墨烯包覆的尖状纳米镍颗粒的可逆开关材料（图6），并将这种开关材料涂覆在电池电极上，这种聚合物复合材料在室温下的电导率高达50S/cm，当电池内部温度升高时，聚合物基体膨胀，导电颗粒分开、间距增大，电池的电导率将在一秒内下降七到八个数量级；电池温度下降后，聚合物收缩并恢复为原来的电导率。这种热响应过程高度可逆，即使经过多次热重启过程，电池的电化学性能不会受到影响。

图6 安全电池设计图[15]

3 安全隔膜

当常规锂离子电池温度超过临界温度（约150℃）时，电极和电解质之间发生放热化学反应，使得电池内部的压力和温度升高，而温度升高会加速化学反应，产生更多的热量，从而导致热失控。虽然提高电池电解质的安全可以极大提高锂离子电池的安全性，但是电池发生危险情况的概率仍存在。尽管通常用于锂离子电池的聚烯烃微孔隔膜具有热关闭特性，但它们通常无法在高于其关闭温度的范围内保持机械完整性[37]。由于热惯性，即使电池停止充放电，电池内部温度也可能继续升高，进而发生更严重的事故。所以，提高隔膜的热稳定性以及开发热响应隔膜是另一种内部保护策略。

3.1 提高隔膜热稳定性

隔膜是锂离子电池的关键安全部件，既防止了高能量密度正极和负极材料之间的直接电接触，同时允许锂离子传输[58]。常见的单层隔膜有聚乙烯（PE）[59]、聚丙烯（PP）[60]、聚环氧乙烷[61]、聚丙烯腈（PAN）[62]、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）[63]、聚偏二氟乙烯（PVDF）[64]、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物（PVDF-HFP）[65]和聚偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物（PVDF-TrFE）[66]等。然而这些聚合物耐热性较差。为了提高隔膜热稳定性，主要有两种方法：①引入陶瓷颗粒提高隔膜的热稳定性，通过在现有的聚烯烃隔膜表面上直接涂覆，生成SiO2[67-68]、Al2O3[69]涂层或者将陶瓷粉末嵌入聚合物材料[70]中来制备热稳定性较高的隔膜。Liao等[71]设计了一种新的双功能涂层，该涂层由聚苯乙烯-聚丙烯酸丁酯共聚物包裹的二氧化硅纳米粒子制成，在聚丙烯隔膜上进行了涂覆。当电池温度持续升高时，核心纳米颗粒可保护隔膜免受明显的热收缩。②将隔膜从聚烯烃材料转变为加热时具有低收缩率的高熔点聚合物，例如聚酰亚胺[72]、纤维素[73]、聚对苯二甲酸丁二醇酯[74]。其中，聚酰亚胺是一种热固性聚合物，因其出色的热稳定性（400℃以上）、良好的耐化学性、高拉伸强度、良好的电解液润湿性和阻燃性被广泛认为是有前途的替代品。Lee等[75]通过再沉淀法制备了形状可调的羟基共聚酰亚胺（HPI）纳米粒子，并涂覆在电纺HPI膜上，然后进行热处理，获得了热稳定性高的聚苯并唑（TR-PBO）复合隔膜。

3.2 热响应关闭隔膜

与电解液添加剂、复合电极材料等用来保护电池安全的其他化学方法相比，对电池隔膜的改进是简单和非化学的方法，最重要的是对电池的影响较小。一些多孔聚烯烃材料，包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和PP/PE/PP复合材料等，以其优异的化学性能、高的机械强度和较低的成本等优点，被广泛应用于锂离子电池安全保护的研究。然而，PE（125℃）和PP（160℃）的熔点之间差异微小，热惯性可能使温度升高，PP进入熔化状态将使隔膜明显收缩并进一步导致电池短路。因此，传统的多层PP/PE/PP隔膜在实际应用中很容易热失控。为了解决这一难题，Shi等[76]制备了以非织造聚酰亚胺（PI）膜为结构支撑体，并以聚乙烯颗粒涂层作为热闭合层的复合膜，其作为锂离子电池的隔膜如图7所示。与PI非织造膜不同的是，PE涂覆PI非织造复合膜不仅具有与传统的多层PP/PE/PP隔膜相似的优异热关机功能，而且比PP/PE/PP隔膜具有更高的热稳定性、对电解液有更好的润湿性以及更低的内阻。

图7 PE/PI涂层工作原理[76]

为了进一步提高隔膜热稳定性，研究者们制备出热稳定性更高的聚合物材料完美代替普通聚烯烃材料。如聚酰亚胺[77]、聚(间苯二甲酰间苯二甲酰胺)（PMIA）[78]、聚(醚-醚-酮)（PEEK）[79]、聚苯并咪唑（PBI）[80]、聚醚酰亚胺（PEI）[81]和聚(苯乙烯-b-丁二烯-b-苯乙烯)（SBS）[82]嵌段共聚物。随着电纺丝工艺日益成熟，制备具有高孔隙率和大表面积的隔膜更方便。Jiang等[83]通过同轴静电纺丝工艺制备了聚乳酸@聚丁二酸丁二酯（PLA@PBS）的热响应开关材料，PLA因其出色的热尺寸稳定性和机械强度而被用作核心材料，PBS由于对液体电解质具有很强的亲和力并具有合适的熔化温度被用作外壳材料。如图8，复合材料中熔点较低的PBS在临界失控温度下会关闭隔板，阻止锂离子通过，而熔点较高的PLA则是保持尺寸完整性的稳定骨架。由于其亲液基团和充足的大孔，这种双功能隔膜比正常隔膜具有更高的电解质亲和力和离子电导率，从而提高了LFP/C全电池的循环稳定性，展示了广阔的应用前景。更重要的是，同轴电纺丝法在实现分离器热稳定性、热开关、电位灵敏度等多功能性的同时，还可对分离器的厚度、多孔结构、润湿性等参数进行调整，以满足不同储能电池的要求。

图8 锂离子电池同轴纤维分离器关闭概念图[83]

3 结语

尽管人们开发了许多新材料和新技术来提高电池的安全性，但锂离子电池尚未完全解决其安全问题。由于不同锂离子电池的化学成分不同，其面对的问题也不尽相同，期待将来开发出更多实用的材料和技术。本文主要从安全电解质、热响应开关材料和安全隔膜三部分综述了锂离子电池安全研究的最新进展。首先，在电解液中加入磷酸盐、氢氟醚、离子液体等不易燃的溶剂可以极大地提高电池的热稳定性。然而，这些阻燃剂需要相对较高的含量才能起到热稳定的作用，这往往会影响电池的电化学性能。其次，当电池充电电压超过设计电压时，将会导致电池内部一系列的副反应，最后积累大量热量，产生氧气、一氧化碳等可燃气体很可能导致危险事故的发生。在电解液中加入过充保护添加剂可以很好的调控充电电压。锂电池内部温度往往是瞬时发生变化的，需要一种快速响应的开关材料来保护电池的安全。近年来已经取得了很多研究成果，如将PE与碳纳米管混合涂覆在电极上、将PE和PP制备成支撑结构的材料代替常规的多孔聚烯烃隔膜等。针对锂离子电池安全问题，基于广大研究者的理论及实验研究，对锂离子电池的安全材料研究作如下展望。

（1）锂离子电池电解液的易燃性是引发电池危险事故的隐患之一。而且值得注意的是，电解液中的碳酸乙烯酯等成分并不是锂离子电池内部的唯一可燃成分，例如当电池充满电时，可燃锂化负极材料也是一个很大的安全隐患。锂电池阻燃剂的研究和应用已经比较成熟，然而开发在不影响电池电化学性能的前提下达到高效且热稳定高的阻燃剂仍然是很有前景的研究方向。

（2）采用固态聚合物电解质代替常规电解液可以大大减少电池内部短路的可能性，以及降低着火和爆炸的危险。但是固态电解质的性能，如较低的离子电导率、较差的界面相容性和力学性能，远远落后于液体电解质。为了提高固态电解质的电导率和力学性能，近年来的研究主要有引入陶瓷纳米材料形成复合电解质、寻找合适的功能添加剂（如DMF）、将离子液体聚合形成聚离子液体电解质以及开发自愈合聚合物电解质等，这些策略都为固态电解质进一步研究提供了很好的思路。

（3）在锂电池内部添加热响应开关材料，在电池遇到危险情况可以迅速响应并立即关闭电池。然而这种热响应开关材料内部的聚合物基体需要很高的温度才会熔融起到关闭电池作用。而且这种材料往往不可逆，当其起到保护作用后电池将永久损坏。可逆开关材料目前鲜有报道，这有望成为锂电池安全研究一个重要的研究方向。

锂离子电池的安全问题极其复杂，在以后的研究中，除了更先进的表征方法外，还需要更深入的基础研究来指导材料的设计。对锂电池来说，其安全材料的大规模应用还需要更进一步的研究。