锂离子电池由于能量密度高、长循环寿命以及对环境无污染等优点而受到青睐,在众多行业得到广泛应用。锂离子电池由多种活性材料组成,主要包括正负极、隔膜和电解液,这些组件由于使用不当容易造成热失控,会发生直接燃烧或参与燃烧,导致锂离子电池的火灾、爆炸事故,对锂离子电池的安全使用产生极大威胁。开展锂离子电池组件的危险性研究,从而可以掌握其燃烧特性和火灾发生规律,并可为锂离子电池的安全设计提供参考。以锂离子电池组件混合燃烧实验为基础,分析了二元与三元碳酸酯混合溶剂的燃烧特性,研究了碳酸酯溶剂与锂盐以及隔膜形成的混合体系的火灾危险性差异。研究结果表明,碳酸酯混合溶剂的燃烧受单质组分的影响,通常链状碳酸酯溶剂优先燃烧,随后经历组分转换阶段,环状碳酸酯溶剂开始主导燃烧。由于吸热效应,锂盐会降低混合体系的平均有效燃烧热,同时,锂盐分解会产生有毒气体氟化氢,进而增加混合体系的威胁,导致更加严重的事故后果。隔膜的放热反应会导致混合体系更高的有效燃烧热,增加了其火灾危险性,且隔膜对不同碳酸酯溶剂的燃烧过程影响不同。此外,锂盐、隔膜和碳酸酯溶剂的混合体系的有效燃烧热较小,表明锂盐的吸热反应与隔膜的放热反应之间存在竞争,锂盐的吸热效应对混合体系的影响大于隔膜的放热效应。针对锂离子电池电解液的易燃特性,开展了基于三种复合系阻燃剂的电解液以及碳酸酯溶剂阻燃效果研究,探究了锂盐对碳酸酯溶剂阻燃效果的影响,详细分析了溶剂样品的燃烧过程。研究结果表明,锂盐对碳酸酯溶剂的阻燃效果有较大的影响,改变了碳酸酯溶剂的燃烧速率和火焰形态。含有阻燃剂的碳酸酯溶剂的燃烧速率均存在不同程度的降低,溶剂样品的火焰状态也因添加阻燃剂发生较大改变。苯氧基环磷腈最大幅度降低了碳酸酯溶剂燃烧速率的峰值,并降低了火焰的高度和燃料的峰值温度,但对火焰温度未产生明显影响。磷酸三聚氰胺降低了低沸点组分控制阶段的燃烧速率,并降低了火焰的高度和燃料的峰值温度,但未改变碳酸酯溶剂火焰的峰值温度。磷酸三(2-氯丙基)酯的阻燃效果最优,因为其不仅大幅降低了碳酸酯溶剂的燃烧速率,且减小了火焰和燃料的峰值温度,显著改善了碳酸酯溶剂的安全性。