简介

目前，可充电锂电池正广泛应用于我们的日常消费电子产品中，包括手机、笔记本电脑、相机等。锂电池具有极高的能量和功率密度，在电动汽车和混合动力汽车上也有着巨大的应用潜力。然而，目前锂电池在商业化应用中主要面临的问题有：较高的成本、溶剂易燃易爆的安全问题以及在较低温度下导电性能较差等，这些问题都有待寻找更好的解决方案。

围绕锂电池出现的上述问题，这篇博士论文展开了系统性的研究。本论文中主要研究讨论了两种可充电锂电池：锂离子电池和锂硫电池。本论文提出了两种有效的研究方案，可以进一步加强和优化可充电锂电池中电解质体系的实用性能。

第一种研究方案是基于传统的聚环氧乙烷（PEO）的固体聚合物电解质（SPE）体系。该方案主要研究了纳米颗粒级锂盐（NPLS）和低晶格能氟化二锂盐的制备。由于该方案中设计的固体聚合物电解质体系的玻璃化转变温度（ T _g ）明显降低，使得基于该固体聚合物电解质体系的离子电导率显著提高。

锂硫电池在工作过程中，阴极的多硫化物中间体极易溶解到电池的电解液中，从而产生多硫化物穿梭现象（PSS）。如何更好地遏制这种多硫化物穿梭现象，一直是锂硫电池研究领域的痛点。

本论文在第二种研究方案中精心设计了多个系列的室温离子液体（RTILs），用于有效遏制多硫化物穿梭现象。该方案中首先研究设计了三组双阳离子离子液体（DILs），并完成了相关的合成和表征。

基于双阳离子离子液体的电解质体系具有良好的阻燃性、电化学稳定性和热稳定性。接着该方案中研究设计了 12 种新型非对称氟化室温离子液体（FRTILs），也完成了相关的合成和表征。

最后研究比对表明：基于新型非对称氟化室温离子液体的电解质体系的综合性能要优于基于双阳离子离子液体的电解质体系。