金属锂的理论比容量为3860m Ah·g-1,是石墨容量的10倍以上。以金属锂为负极的新一代可充电池具有重要的研究价值和广阔的应用前景,被称为能量之“圣杯”。然而,枝晶和库伦效率两大问题严重制约了锂电极的实用化,40多年来一直未能有效解决。本论本的主要研究内容是在锂金属做负极的电池中负极的枝晶抑制和电池库伦效率研究。选择目前锂离子电池中广泛使用的主盐为LiTFSI(双三氟甲烷磺酰亚胺锂)溶剂为DOL(4-甲基-1,-3二氧环戊烷)环状醚及DME(1、2-二甲氧基乙烷)的电解液体系,并通过添加痕量水和有机添加剂碳酸亚乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)和Li PF6无机锂盐等对其进行优化,可望提高SEI膜质量和均匀性,改善枝晶问题和库伦循环效率,进而改善电极的循环稳定性。首先采用简单可行的电沉积技术模拟金属锂电极在充电过程中的行为,这个过程使用三电极体系,以铜为集流体进行恒流电沉积,从循环伏安特性曲线、沉积曲线、沉积层的表面形貌(扫描电子显微镜图)、阻抗谱等方面来评价电解质对锂负极的影响。扫描电子显微镜(SEM)结果表明,添加痕量水的体系实现了对枝晶的抑制。将选定的电解液体系封装Li/Cu扣式电池,并进行恒流充放电测试分析,分为短期和长期稳定性测试,通过短期测试得出不同电解液体系的库伦效率,在长期循环中分析各种电解液体系电池的库伦效率变化、电池效率的衰变点,得出不同体系的电池稳定特性结论。在不同的循环节点对不同电解液体系的扣式电池进行阻抗测试,将不同周期的阻抗变化对比与长期稳定性的测试结果进行结合分析,进而研究不同体系电解液对金属锂负极枝晶的抑制和库伦效率的影响。在选定的电解液体系下封装磷酸铁锂和锂做正负电极的扣式电池,同样进行恒流充放电测试,设置充放电截止电压,上下限分为3.9 V和2.8 V,并进行长期充放电循环。通过放电比容量和电压的关系,分析研究不同电解液体系对电极极化的影响。通过长期循环分析不同体系电池放电比容量和库伦效率变化情况。