非水系Li-O₂电池受到越来越多的关注,因为其理论比能量(11000Wh kg^-1)远大于传统的锂离子电池。Li-O₂电池被广泛认为有望成为新兴能量储备系统而被应用于电动汽车或其他电子产品。尽管有诸多研究者致力于研究Li-O₂电池,还有一些障碍如循环性和倍率性差等限制着实际应用。首先,电解质粘度和电解质中的氧气溶解度和扩散性对Li-O₂电池的倍率性起到关键作用。我们把三乙二醇二甲醚（G3）用作液态电解质有机溶剂,应用到Li-O₂电池中。对比了G3和常用电解质溶剂TEGDME（G4）发现,G3（粘度=2.5 cP）相比于G4（粘度=4.05 cP）有更低的粘度,这有利于锂离子的传递。G3(H₀₂=5.6molm^-3bar^-1,D_O2=3.2 molm^-3bar^-1)相比于G4(H₀₂=4.3 molm^-3bar^-1,D_O2=2.6 molm^-3bar^-1)有更高的氧气溶解度和扩散系数,这能够加快电池反应进行,降低极化。在Li-O₂中,G3比G4有更好的倍率性能。在高电流密度2.5 A g^-1下,G3基Li-O₂电池放电容量为G4基Li-O₂电池的三倍。并且在电流密度为1A g^-1,限定容量为1000 mAh g^-1条件下,G3基电池的循环稳定性是G4基电池的四倍。所以G3可以代替G4用作Li-O₂电池电解质溶剂。隔膜和电解质分解是Li-O₂电池循环稳定性差的主要原因之一。我们发现单宁酸（TA）有捕捉超氧自由基的功能,所以我们使用TA包覆PP隔膜,提高隔膜在超氧自由基下的稳定性。此外,TA包覆PP隔膜之后明显提高了PP隔膜的吸收电解液的能力,从而提高了PP隔膜的离子电导率。单宁酸包覆PP隔膜作为Li-O₂电池隔膜,不仅提高了放电容量,而且显著提高了循环稳定性。TA包覆隔膜电池能够在电流密度为500mA g^-1,限定容量为1000mAh g^-1下,稳定循环100圈,而没有包覆的隔膜电池只能循环60圈。并且电池循环之后,通过FT-IR和XPS测试证明了包覆的PP隔膜的稳定性。此外聚合物电解质不仅能充当隔膜,还能充当电解质,能够有效抑制锂枝晶生长和氧气穿透隔膜到金属锂负极,并且能够提高电池稳定性。本文中,我们把锂化的全氟磺酸隔膜（PFSA-Li）用到Li-O₂电池中充当聚合物电解质。浸泡在DMSO充分溶胀的锂化的全氟磺酸聚合物隔膜有很高的电导率,并且在高温下能够达到10^-33 S cm^-1。其锂离子迁移数（0.93）约接近1。可以被看作是单一离子导体。在限定容量为1000mAh g^-1,电流密度为1A g^-1下能够稳定循环55圈,加了氧化还原对LiI之后能稳定循环100圈。用FT-IR和¹⁹FNMR测试电池循环后的PFSA-Li的稳定性,表现出了良好的稳定性。因此PFSA-Li聚合物电解质有望代替常规液态电解质应用于Li-O₂电池中。