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近年来,锂离子电池由于具有高能量密度、长循环寿命等优点,被广泛应用在便携式产品、备用电源和电动汽车等领域。然而,在长期使用及储存过程中,锂离子电池将不可避免地受到挤压、穿刺、温度冲击、过充、短路等损伤,这会引起锂离子电池燃烧甚至爆炸。因此,为提升锂离子电池的安全性,本文围绕锂离子电池受到的典型机械损伤与热损伤,通过电容传感器和压电/热释电传感器的开发,实现了对锂离子电池多种损伤信号的实时监测与定位,进一步通过阻燃聚碳酸酯薄膜的开发来提升锂离子电池的阻燃性能,具体研究内容如下:（1）针对锂离子电池的准静态损伤,本文设计了基于聚偏氟乙烯-三氟乙烯（PVDF-TrFE）薄膜的可视化电容传感器,通过对PVDF-TrFE薄膜的性能优化和可视化电容传感器的响应能力优化,实现了对压痕、孔洞、划痕及电池鼓包等准静态损伤信号的实时监测与定位。在PVDF-TrFE薄膜的性能优化方面,通过刮涂法和真空干燥法,制备了表面平整度较高的PVDF-TrFE薄膜,然后通过原位极化技术,显著提升了薄膜的压电性能,在7 kV的极化电压下使其压电常数d33值达到了27.7±0.7 pC/N。在可视化电容传感器制备研究方面,通过将PVDF-TrFE薄膜与薄膜晶体管（TFT）相结合,制备出了能够可视化显示各种损伤情况的传感器,该传感器不仅能高精度地检测出锂电池的压痕、孔洞和划痕损伤,而且能对鼓包损伤的形貌和位置进行检测与输出,有利于直观地判断损伤程度和损伤位置。（2）针对锂离子电池的动态损伤和热损伤,本文设计了基于PVDF-TrFE薄膜的阵列化压电/热释电传感器,通过优化传感器的结构设计与制备工艺,实现了对碰撞、跌落和温度冲击等损伤的实时监测与定位。首先通过压电仿真发现圆形电极的排列间隔应大于其半径长度,以避免电极之间相互干扰。然后,结合阵列化分布的铜电极和磁控溅射的银电极,制备了基于PVDF-TrFE薄膜的压电和热释电效应的传感器,传感器的响应周期为8.4 ms,力电响应拟合曲线呈线性关系,斜率为0.011 V/kPa。传感器对动态损伤和热损伤都具有灵敏的响应能力,可以检测到诸如10 cpm频率的碰撞、5 cm高度的跌落和10℃的升温等微小的变化。（3）针对锂离子电池的阻燃性能,本文开发了具有良好阻燃性能的聚碳酸酯薄膜,用于提升锂离子电池的阻燃性能。首先通过传热仿真发现当聚碳酸酯薄膜层的厚度低于0.2 mm时,将不会显著影响电池的散热能力。然后以具有优秀力学性能的聚碳酸酯材料为阻燃保护层,通过对溶液刮涂法工艺参数的优化,制备了高强度的聚碳酸酯薄膜。进一步地,通过无机阻燃剂与有机磷系阻燃剂的成分比例的调控,优化了聚碳酸酯薄膜的阻燃性能,得到了极限氧指数高达29.1%的薄膜,实现了聚碳酸酯薄膜的阻燃性能显著提升,达到VTM-0阻燃等级,为锂离子电池的安全性能提供一定的保障。