锂-氧气电池因其极高的理论能量密度而受到越来越多的关注,在电动汽车领域具有极大的应用前景,被认为是替代锂离子电池的下一代储能体系。但是,目前相对于锂离子电池,锂-氧气电池还处在研究的初级阶段,仍存在一些待解决的问题。例如,锂-氧气电池的放电产物过氧化锂（Li₂O₂）不导电,并且在充电过程中需要较高的电势将其极化分解,而较高的过电势则会导致阴极碳材料结构的破坏以及电解液的极化分解。此外,锂-氧气电池采用纯锂片作为电池的阳极,在电池循环过程中,锂枝晶的生长与锂金属的体积膨胀严重影响电池的安全性能。目前,针对锂-氧气电池过电位过高的问题,在阴极材料中引入固体催化剂被认为是最有效的解决方案之一。尽管许多固体催化剂本身具有优异的催化性能,但是由于其与放电产物之间缺少直接的接触,实际催化效率并不高。另外,固体催化剂不能解决锂枝晶的问题,对电池性能的提升有一定的局限性。为了同时解决锂-氧气电池过电势和锂枝晶问题,在本文中,将离子液体N-甲基-N-丙基吡咯烷溴（MPPBr）用作氧化还原介质（redox mediator,RM）添加到锂-氧气电池电解液中,并详细考察了其在电池充放电过程中的稳定性,对锂-氧气电池过电位和锂金属阳极的影响。具体研究内容如下:（1）通过对比分析锂-氧气电池的CV曲线,充放电前后阴极碳材料的XRD、FTIR、SEM数据及电解液的¹H NMR数据结果,研究了MPPBr在反应过程中的稳定性与可行性。结果表明,MPPBr作为锂-氧气电池的电解液添加剂是稳定且有效的。（2）通过分析锂-氧气电池的CV曲线、深度充放电曲线、充放电循环曲线以及Li|Li对称电池的循环性能曲线,考察MPPBr对锂-氧气电池过电势的影响。结果表明MPPBr可以显著降低电池的过电势。这主要是由于Br^-/Br₃^-具有类似LiBr的作用机制,Br₃^-可以有效地氧化放电产物Li₂O₂,从而降低充电电压,减小电池过电势。（3）通过分析Li|Li对称电池的循环性能曲线和EIS曲线,以及充放电循环前后极片的SEM和XPS数据结果,考察MPPBr对锂金属阳极的影响。结果表明,MPPBr在电解液中解离出的MPP⁺可以促进锂金属表面形成富含有机物的稳定的固态电解质界面（SEI）膜,减少锂金属与电解液的直接接触,抑制锂枝晶和死锂的生成,最终实现保护阳极,提升电池循环稳定性的目的。