目前铝工业生产普遍采用的霍尔-埃鲁特法存在能耗高、对设备腐蚀严重等问题。离子液体的出现使环保节能的铝电沉积过程成为可能,但纯离子液体存在粘度较高电导率较低,得到的沉积层有枝晶现象等问题,加入添加剂是解决上述问题有效的方法之一。但添加剂是如何影响体系微观结构和物化性质,以及何种官能团有利于铝电沉积都尚不明确。本文针对上述问题,开展了添加剂和离子液体的结构特点、活性位点以及添加剂对离子液体体系微观结构和物化性质的研究,揭示了添加剂在铝电沉积中的作用机制,为添加剂的选取提供依据和指导。采用量子化学研究了苯（C₆H₆）和二氯甲烷（DCM）对三乙胺氯铝酸盐（[Et₃NH]Cl/Al Cl₃）体系中离子结构、活性、相互作用能等的影响,发现DCM会与阴、阳离子形成氢键,使体系活性降低、阴阳离子间距离增加、相互作用能减小,而C₆H₆只与阳离子相互作用较强。应用分子动力学模拟研究了C₆H₆和DCM对体系离子间径向分布函数、配位数、空间分布函数等微观结构及密度、粘度、电导率和离子扩散能力的影响,获得体系密度,粘度和电导率与实验值吻合较好。径向分布函数与空间分布函数清晰地表明DCM更倾向分布在阴阳离子之间减弱阴阳离子间相互作用,导致离子扩散能力提高,铝配离子主要以Al₂Cl₇^-形式存在,进而使体系粘度降低、电导率增加。发现DCM和C₆H₆扩散能力均较强,但DCM对体系电化学性质的促进作用比C₆H₆强,与实验结果一致。应用量子化学研究了DCM和甲苯（C₇H₈）对氯化-1-丁基-3-甲基咪唑三氯化铝（[BMIM]Cl/Al Cl₃）体系的影响,发现DCM易与阴、阳离子形成氢键,使阴阳离子间距离增加、相互作用能减小。C₇H₈只与阳离子有较强相互作用。采用分子动力学模拟研究了DCM和C₇H₈对体系的影响,所得体系粘度和电导率与实验值吻合较好。发现随着DCM增加阴阳离子间径向分布函数峰值升高,相互作用减弱,导致阴阳离子扩散能力增强、铝配离子更倾向以Al₂Cl₇^-形式存在,体系粘度降低电导率增加。x=0.7时,DCM使Al₂Cl₇^-含量及阴阳离子扩散速率提升明显,导致体系粘度降低和电导率增加效果也显著。此外在体系中DCM扩散能力最强,可先到达电极表面而使电极有效面积减小,有利于促进铝晶核形成进而得到细腻铝沉积层,因此DCM比C₇H₈更利于铝电沉积,与实验结果一致。应用量子化学研究了氨基甲酸甲酯（MC）、乙酸（Ac OH）、乙酸甲酯（MAC）对氯化-1-乙基-3-甲基咪唑三氯化铝体系的影响,发现MC、Ac OH与阴、阳离子形成氢键,MAC与阳离子有较强的相互作用,MAC明显使其附近阴阳离子间距增加。采用分子动力学模拟研究了三种添加剂对体系的影响,发现摩尔分数为0.005的Ac OH、MC、MAC在阴、阳离子周围径向分布函数及空间分布函数分布情况与量化结果一致。MAC更倾向位于阳离子周围,减弱阴阳离子间的相互作用,促进体系阴阳离子的迁移。MAC使体系中铝配离子更倾向以Al₂Cl₇^-形式存在。MAC扩散能力最强不仅明显加快了体系阴阳离子的移动速率,降低了体系粘度增加了电导率,而且其易到达电极表面使电极有效面积减小,有利于铝电沉积。采用量子化学研究了碳酸二甲酯（DMC）、DCM、C₇H₈对[BMIM]Cl/Al Cl₃体系的影响,发现DCM易与阴阳离子形成氢键,使阴阳离子间间距增加明显,C₇H₈、DMC与阳离子相互作用较强。应用分子动力学模拟研究了三种添加剂对体系的影响,由径向分布函数和空间分布函数发现DCM更倾向分布在阴阳离子之间进而减弱其相互作用,C₇H₈和DMC主要分布在阳离子周围。DCM减弱体系阴阳离子间相互作用最明显,扩散能力最强,导致体系粘度的降低和电导率的增加效果最好,而且其易到达电极表面减小电极的有效表面积进而有利于铝电沉积,C₇H₈次之,DMC最差,与实验一致。