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离子液体由于具有一系列优于传统有机电解质的特性，是目前新型绿色电解质研究的热点。然而离子液体自身粘度大、与电极材料相容性差等缺点造成电池的倍率性能不好、容量保持率低。寻找合适离子液体作为添加剂以弥补现有有机电解质的不足将是改善电池性能的一个有效方法。本文主要研究了低粘度高稳定性的两类离子液体分别作为电解质添加剂在“Li/LiFePO4”和“Li/LiNi0.5Mn1.5O4”电池中的应用。
论文的主要研究内容和创新成果如下:
(1)合成了季铵类离子液体[N2224][TFSI]及四种烯烃取代咪唑双三氟甲基磺酰亚胺（[AVIm][TFSI]、[AEIm][TFSI]、[VPIm][TFSI]及[DAIm][TFSI]）离子液体，通过多种手段进行结构表征、纯度分析及物性测试。
(2)[N2224][TFSI]作为添加剂应用于“Li/LiFePO4”电池，研究了离子液体电解质的循环及倍率性能。实验结果表明最佳离子液体电解质组成为0.6molL-1LiTFSI-EC-DMC-[N2224][TFSI]（4.5/4.5/1，质量比），0.5C倍率下的放电比容量高达125mAhg-1，未含离子液体添加剂的电解质放电比容量为109mAhg-1，[N2224][TFSI]的添加大大改善了电池的倍率性能。
(3)[AVIm][TFSI]、[AEIm][TFSI]、[VPIm][TFSI]及[DAIm][TFSI]作为添加剂应用于5V“Li/LiNi0.5Mn1.5O4”高压电池中，系统研究了离子液体电解质的循环及倍率性能，分析和讨论了离子液体与LiNi0.5Mn1.5O4电极的作用机理。结果表明添加3wt.％离子液体[AVIm][TFSI]时，有效地改善了电池的循环及倍率性能。XPS及SEM数据表明，[AVIm][TFSI]在LiNi0.5Mn1.5O4材料表面形成了一层致密、稳定的正极聚合物保护膜，其组分为Li2CO3、LiF、LixPFy及离子液体聚合物。