锂离子电池因其具有比能量高、电池电压高、工作温度范围宽、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应等优势已被广泛应用。然而,随着电子科技及通信设备的飞速发展,现有的锂离子电池体系越来越不能满足社会对于能源更高的需求,人们迫切地需要有能量更高、工作时间更长的电源出现。同时锂离子电池在电动车中实现商业化也遭遇瓶颈,其中非常棘手的难题就是如何提高电池的比能量和应用安全性。相对于负极材料的发展,正极材料的研究较为缓慢,严重制约着锂离子电池比容量的提高。由于现有的商品化的锂离子二次电池所采用的电解液大多是基于酯类和醚类的有机溶剂,而这些有机溶剂往往都是高度可燃性的,在滥用条件下容易引起严重的安全性事故。因此研究不燃或者至少能够阻燃的新型电解液也迫在眉睫。针对这些问题,从有机化学的角度出发,我们设计、合成含有S-S键以及C-S-C键结构的新型有机化合物作为锂二次电池正极材料。含硫化合物最突出的特点就在于其具有高的比容量和比能量,结构多变、环境友好、电池安全性好等一系列优点。另一方面,设计、合成具有阻燃性能的化合物作为锂离子电池电解液添加剂以提高电池的安全性。相比于商用电解液,含有添加剂的新型电解液的最显著的特点就在于其具有很好的阻燃性能,不容易被点燃甚至不被点燃,以及具有更好的热化学稳定性,并兼具良好的电化学性能。本论文各章的主要研究内容如下：第一章,综述了近十几年来有机硫化物作为二次锂电池正极材料的研究进展,以及较为详细地介绍了安全性电解液的发展状况。在文献调研的基础上提出了本论文的设计思想,并确定论文的研究内容。第二章,我们主要讨论了以苯乙炔基结构为导电主链,以两个含有S-S键的六元环作为侧链的一类新型的作为锂电池正极材料化合物的合成、结构表征及相关电化学性能。首先我们通过4步反应合成得到了具有苯乙炔基结构的含S-S键化合物TMSEDTTA,总产率为20%,并利用NMR, FT-IR, Raman,XPS和元素分析等方法来表征目标化合物的结构。在烷基溴化步骤中,首次分离得到了炔烃加成产物Ⅱ-5,通过单晶解析确认其结构；在S-S键的合成方法上,我们选择了以Bunte盐为中间体的合成路线。随后我们将该活性物质进行了循环伏安和充放电等电化学性能测试。结果表明,在TMSEDTTA组成的电池体系中,S-S键的重合和断裂的氧化还原峰电势差为0.4V,表明该正极材料电化学过程是可逆的,化合物Ⅱ-7的首周放电比容量达到330mAh/g,并在2.6V出现有S-S键正极材料显著的放电平台。第三章,设计、合成并结构表征了以聚蒽环为共轭主链、以含C-S-C键的五元环为侧链的一类两个新型的单体化合物AYDT和DDTYA。在FeCl3的氧化聚合下得到了相应的聚合物PAYDT和PDDTYA。采用FT-IR, Raman,XPS和元素分析来确证聚合物PDDTYA的结构。在TG测试中,聚合物PDDTYA表现出良好的热稳定性；在电化学性能测试中,聚合物PDDTYA的循环性能较其单体有着明显的改善。以聚合物PDDTYA为活性物质的半电池首周放电容量为253mAh/g,循环至25周时仍保持有156mAh/g的放电容量。第四章,设计、合成和结构表征了可用于锂离子电池电解液阻燃添加剂的新型磷酰胺类化合物。重点比较了商用电解液和添加DEMEMPA的电解液的阻燃性,热稳定性和充放电等电化学性能。在P-N的协同作用下,加入10%的DEMEMPA电解液的自熄时间下降43%,热分解温度明显后延,表现出良好的阻燃性和热稳定性。含有10%DEMEMPA的电解液具有宽的电化学窗口(5.2V),良好的离子电导率(9.6mS cm-1),在Li/LiFePO4和Li/MCMB半电池充放电测试中,表现出与电极有着良好的兼容性。第五章,合成了一类含有乙烯基双键的膦酸酯化合物用作商用电解液阻燃和成膜双功能添加剂,重点研究了BMEMAP作为电解液添加剂的电化学性能。10%BMEMAP的电解液拥有较好的阻燃性和热稳定性,且具有宽的电化学窗口(>4.5V),较高的离子电导率(9.3mS cm-1),与LiFePO4电极有很好的兼容性；在Li/MCMB充放电测试中,添加剂BMEMAP的还原分解在石墨负极表面形成稳定的SEI膜,能阻止PC共嵌入负极。第六章,合成了一类含P=N双键化合物用作商用电解液阻燃添加剂,重点探讨了含5%Ⅵ-2电解液的阻燃性能和电化学性能。含有5%Ⅵ-2的商用电解液阻燃效率达到0.31；表现出较好的阳极抗氧化能力,电化学窗口稳定至4.7V,电解液电导率达到9.0mS cm-1,可以满足锂离子电池的实际应用要求。在Li/LiFePO4半电池充放电测试中,在加入5%VI-2后,电池的首周放电容量为129mAhg-1,容量损失8.0%,在循环性能测试中,电池的库仑效率保持在96%以上。