化石能源短缺和环境污染的问题使得人们对于可再生能源发电的需求越来越大,电池作为能源转化和利用的重要载体,在现阶段的能源结构中占有重要的地位,研发高能量密度、高功率密度、高安全性、低成本的电池技术迫在眉睫。以钠硫电池、ZEBRA电池以及液态金属电池为代表的高温熔盐电池在规模化储能领域展现出了极大的应用潜力。熔盐通常都具有极高的离子导电性和物质分散能力,能够赋予高温熔盐电池更快的电荷转移动力学、优异的质量运输能力和极低的欧姆损耗,快速、高效地实现化学能和电能之间转化。铁空电池具有极高的理论能量密度、简单安全的电池结构和廉价广泛的原料来源而成为一种新型的储能电池候选者,同时结合高温熔盐电池和铁空电池的双重优势是发展新一代储能器件的一种有效途径。本课题研究体系为高温熔盐铁空电池体系,针对熔盐本身存在的挥发、流动和腐蚀等一系列性质从而导致的电池长期性能差的问题,我们分别设计了半固态熔盐电解质和全固态电解质的高温熔盐电池体系,并详细研究了不同电解质条件下电池负极的反应机制,具体分为以下四个部分:（1）在液态熔盐中添加固体氧化物纳米粉体制备得到新型的半固态熔盐电解质,通过对半固态电解质的组成、形貌和热力学性质表征,确定了熔盐与固体颗粒间存在强烈的相互作用,纳米材料对熔盐的吸附作用可以有效缓解熔盐的挥发和流动。组装得到的熔盐电池循环寿命长达113 h,库伦效率维持在90%以上,能量效率最高可达60%。机理研究表明电池负极反应是高温下氧化铁与熔融碳酸盐作用形成的Fe O2-与单质Fe之间的氧化还原过程,该过程发生在负极与电解质形成的固-固-液三相界面上;（2）探索并确认了一种简单、高效的电池组装工艺,开发了以陶瓷釉作为密封材料的电池负极密封工艺,通过调节釉料浓度,升温速率、烧釉次数几个条件最终确定高浓度釉料以5℃/min的升温速率在900℃保温3 h即可实现釉的一次烧成,密封釉层能够完全覆盖电池负极并与电解质紧密结合,切面不存在连通的气孔和裂纹;（3）利用固相法合成纯相KFe O2负极材料,发现并解释了KFe O2晶格中K被水提取的相变过程,析出的K与环境中的H2O和CO2作用形成K2CO3·1.5H2O包裹在KFe O2颗粒外,K被提取后KFe O2晶格发生膨胀,直至结构坍塌最终形成无定形的β-Fe2O3,分子动力学模拟结果也证实了KFe O2表面的水敏感特征。同时从热力学角度实现了K脱除/嵌入过程的可逆。最后也证实了KFe O2作为负极可实现全固态铁-空气电池的高效充放电;（4）以Ti O2作为负极添加剂组装得到全固态铁空电池,电池循环次数高达338次,库伦效率维持在～100%,能量效率最高接近70%。Ti O2的添加明显提高了负极端的导电性,电池负极反应主要通过Fe（III）与Fe（0）、Fe（II）三者之间的氧化还原过程来实现的,负极端的电化学反应发生在负极与电解质界面间形成的Fe聚集层上。