安全问题一直制约着锂离子电池业的发展，目前已成为高能量密度锂离子电池和大容量动力电池产业化的关键性问题之一。对于锂离子电池的安全性而言，内热问题是核心，而电池内部短路是安全性中最不可避免和最难预防与改善的。针对以上问题，本论文建立了一种内部短路的热物理模型。将内部短路发生过程分为两个阶段：第一阶段是封闭状态，此时击穿效应所产生的热量起主导作用。第二阶段是开放状态，此时的热以物理热产热和化学分解反应产热为主。根据建立的热物理模型，本文系统研究了两种改善锂离子电池安全性的方法。首先，在三元动力电池的正负极中掺加安全添加剂。利用电极安全添加剂的高阻值绝缘作用和吸热传热作用，减小内部短路的电流，减少内部短路产生的热量和降低热量的释放速度，从而使电池温升得到有效的控制。针刺测试和重物冲击测试等安全测试结果表明，该方法能够使电池的安全性得到显著的提高。其次，采用Al2O3陶瓷改性隔膜。Al2O3陶瓷骨架的支撑作用可以增强隔膜的耐热性，同时，陶瓷的热阻功能够及时消解电池的局部热点，热冲击测试和外短路测试等实验结果表明，Al2O3陶瓷改性隔膜的使用能够显著提升电池的安全性。在实际应用中，正负极添加安全添加剂法和Al2O3陶瓷改性隔膜法独立使用皆能提高电池的安全性，结合使用则能更好地让电池多方位热可控，更大程度提升电池的安全性。最优化的使用效果还有待于更深入的系统研究。