本论文主要包括两个大的方面的内容，分别是锂离子电池的新型负极材料和电解液功能添加剂的研究。采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FTIR)、热重(TG)及电化学测试分析手段(电化学循环、交流阻抗谱和循环伏安)等技术，系统地探索了一些相关的电极和电池体系的物理化学性能，并给出了合理的解释，从中得出相应的结论，为它们的实际应用提供理论基础。 论文首先论述了锂离子电池的发展现状、工作原理以及本论文的研究背景和现实意义(第一章)，主要详细介绍了负极材料中的合金体系和Co3O4-Li2O复合氧化物的文献综述，以及电解液功能添加剂中的成膜添加剂研究概况。 通过湿化学还原和高能球磨的方法，首次制备了Sn/Ni3Sn4双相合金体系，并将其作为锂离子电池的负极材料(第二章)。研究结果发现，它有着很小的首次不可逆容量损失，只有3.6％，远低于目前文献中所报道的其它合金体系的首次不可逆容量的损失。此外，截止电压对于Sn/Ni3Sn4双相合金体系有着显著而重要的影响，在0.3-1.0V时，该复合体系表现出良好的循环稳定性，主要是因为Sn颗粒的大范围聚集得到了有效地抑制、Li+的进一步插入导致的电极片的破坏得到了缓解的缘故。 我们还对Co3O4-Li2O复合氧化物作为锂离子电池负极材料进行了研究(第四章)。通过VC还原法成功地制备了在空气中能稳定存在的Co(OH)2前驱体，再在不同的气氛和不同温度进行的热处理得到金属氧化物复合物。结果表明，在N2气氛保护下，得到的样品(Co3O4)的性能比相同条件下空气气氛下制得的样品性能要好；和商品粉相比，它表现出更低的首次不可逆容量损失和更高的比容量特性。通过研究不同组分的CO3O4-Li2O，表明适量的Li2O的引入，在以牺牲部分的质量比容量为代价时，可以降低其首次不可逆容量的损失。主要原因是由于适量的Li2O的掺入，在首次放电完成以后，生成细小的Co颗粒具有一定的催化活性，促进了Li2O的分解，提高了Li2O的利用率，从而降低了首次不可逆容量的损失；其次，惰性的Li2O的引入对于CO3O4的首次放电而引起的体积膨胀也起到了一定的机体缓冲作用；最后，CO3O4和Li2O在电场的作用下还可能发生了反应，生成了不稳定的中间相Co2O3，从而提高了容量特性。 第二部分主要研究了成膜添加剂碳酸亚乙酯(VEC)对碳酸丙烯酯(PC)基电解液的影响(第五、六章)。少量添加剂的加入，可以明显抑制PC的分解和石墨“剥离”现象的发生，这主要是由于添加剂在电解液PC组分分解之前，就已经形成了一层固体电解质(SEI)膜覆盖在石墨负极的表面，从而有效地保护了电极。XRD测试表明，石墨负极在经过若干次循环以后，仍然具有良好的结构稳定性，FTIR测试结果证明了负极表面膜的组分具有SEI膜特征。研究结果发现当溶剂的组分发生改变时，添加剂的还原电位也发生了有趣的变化：向低电位方向偏移，而且还原峰的数量也有所不同；在PC-DMC体系中，循环伏安首次负向扫描时，只出现了一个还原反应峰；在后来的电化学循环稳定性测试过程中，与其它溶剂组分的电解液相比，也表现出相对较好的性能。这主要是由于在PC-DMC电解液中，VEC更易形成优质的固体电解质表面膜，含有更多的高Li+传导的ROCO2Li物质，不利于Li+传输的物质(如LiOROCO2Li)少一些；并且粘度小，Li+迁移容易。这些因素综合作用的结果，使得石墨负极在1MLiPF6/PC-DMC-5wt％VEC中有着更好的电化学性能。 论文最后一部分对研究生三年的课题研究进行了简要的回顾和总结(第七章)，并且对于今后工作的进一步展开提出了建议和做了展望。