提高现有正极材料充电截止电压或者开发具有高放电平台的高电压正极材料是构筑高能量密度锂离子电池的重要途径。然而,在高电压下正极材料结构和界面稳定性以及电解液稳定性趋于恶化。为了解决高电压正极材料存在的系列难点问题,本论文通过对正极材料包覆改性以及适配耐高压凝胶电解质研发两方面,解决高电压正极所面临的难点,对高能量密度和高安全锂离子电池的研发具有重要的研究价值和指导意义,主要研究结果如下:（1）聚合物电解质覆膜改性4.6 V钴酸锂采用低温溶液浇注技术,在预先制备的钴酸锂（LCO）正极极片表面直接涂覆了一层具有高离子电导和高电化学稳定性的聚合物电解质膜P（VDF-HFP）/Li TFSI（PHL）,然后将改性的LCO组装成半电池,考察其在4.6 V高充电截止电压下的电化学性能。结果表明,极片表面PHL膜厚度为3μm时的LCO正极在3.0～4.6 V电压范围内和1C倍率下,其循环200次后仍具有88.4%高的容量保持率(初始容量为184.3 m Ah g-1),而原始的LCO容量保持率仅为80.4%(初始容量为171.5 m Ah g-1),这与PHL聚合物电解质涂层具有强抗氧化性和高离子电导率(1.3×10-3S cm-1)有关。同时,在LCO极片表面PHL聚合物电解质膜致密且均匀,表面的电解质膜起着物理隔离作用的同时又具有快离子传导能力,可以阻碍正极颗粒和电解液直接接触,从而抑制LCO表面与电解液之间的副反应发生,减少过渡金属钴离子的溶解,保持LCO的界面和结构稳定性。此外,聚合物电解质膜能渗透在多孔的LCO极片内部,增强正极颗粒之间以及正极颗粒与铝箔之间粘附力,在4.6 V充电截止电压下循环200圈后,LCO极片表面PHL膜保持完整,正极颗粒之间依然接触紧密,而原始LCO颗粒分布松散,且与铝箔之间有着明显的裂纹。（2）功能性的磺酸基石墨烯改性5.0 V镍锰酸锂本文选择了一种兼具导离子和电子双功能的磺酸化石墨烯（SA-GE）来对高电压镍锰酸锂(Li Ni0.5Mn1.5O4)进行表面改性。结果表明,用2 wt.%SA-GE包覆改性的Li Ni0.5Mn1.5O4半电池具有超长的循环寿命。重要的是,改性的Li Ni0.5Mn1.5O4不仅在低面载量2.6 mg cm-2下具有高达97.0%以上的容量保留率（1C/3C,1000圈）,而且在6.0 mg cm-2高面载量下350次循环后的保留率为99.0%。此外,在10C大倍率下,改性后Li Ni0.5Mn1.5O4仍有78.5 m Ah g-1高的放电比容量。进一步的表征结果说明SA-GE包覆层能显著抑制正极/电解质界面层在5.0 V高电压下的快速生长,以及在不牺牲石墨烯导电性的前提下增强锂离子的扩散动力学。因此,电池极化程度和电荷转移电阻显著降低。此外,均匀致密的包覆层能减少正极材料在循环过程中的过渡金属离子的溶解与界面副反应发生,避免了正极的晶型结构恶化。这充分证明了磺酸基石墨烯与镍锰酸锂功能化复合的是构筑高比能锂离子电池有效手段之一。（3）功能化咪唑类离子液体改性原位PEGDA基凝胶电解质利用原位热引发聚合的方法制备PEGDA基的凝胶电解质,引入具有优异电化学稳定性的含有乙烯基和腈基活性基团的1-腈丙基-3-乙烯基咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺盐（1CN-3MZ-TFSI）来改善电解质电化学性能。结果显示,原位凝胶电解质1CN-3MZ-TFSI/PEGDA具有3.0×10-3S cm-1高离子电导率、14.68 k J mol-1低的活化能以及4.9 V宽的电化学窗口。用1CN-3MZ-TFSI/PEGDA凝胶电解质组装的钴酸锂半电池循环保持率高达98.0%（0.5C,100圈）以及具有优异倍率性能(109.9m Ah g-1,5C)。通过对比试验证实,1CN-3MZ-TFSI/PEGDA凝胶电解质电化学性能改善可能源于两方面原因:一是含有腈基的离子液体1CN-3MZ-TFSI具有强的抗氧化能力,能进一步提升商业电解液的电化学稳定性;二是有着乙烯基双键的1CN-3MZ-TFSI能与交联剂PEGDA发生交联聚合,在正极颗粒表面形成具有耐高压的保护层,提高正极结构和界面稳定性。阻抗、XRD和SEM测试结果进一步表明,1CN-3MZ-TFSI/PEGDA GPE能保持钴酸锂正极在4.6 V高电压下的界面和结构稳定性。