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正极材料镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4的工作电压可高至4.7V,且具有循环稳定性强、能量密度高、环境友好等优点,在锂离子电池中具有广泛的应用前景。传统的碳酸酯基电解液的稳定性在4.5V以上急剧下降。因此,开发具有耐高电压,且与LiNi0.5Mn1.5O4材料有良好兼容性的电解液是研究的热点之一。离子液体是一种室温熔融盐,具有宽的电化学窗口和高的工作电压,离子液体和正极材料可以呈现出良好的兼容性。本文首先通过循环伏安（CV）、恒流充放电、电化学阻抗（EIS）、扫描电镜（SEM）等方法测试1 mol/L LiPF6<sub>EC/DMC/BMITFSI电解液对LiNi0.5Mn1.5O4/Li电池性能以及电极材料的影响。通过对电解液的电导率测试以及电池的综合性能进行比较,得出以1 mol/L LiPF6<sub>EC/DMC/20vol%BMITFSI为电解液的电池在3V-5V电压范围内具有良好的循环稳定性。该电解液可在LiNi0.5Mn1.5O4正极表面生成低阻抗、导电性好、稳定性强的SEI膜,既为Li+的迁移提供了良好的环境,也保护了电极材料结构的完整性。结果显示在室温、0.2C低倍率下LiNi0.5Mn1.5O4/Li电池的最高放电比容量是127.21mAh·g-1,库伦效率为83.86%;循环50次后的库伦效率为95%,放电比容量为120mAh·g-1比以1 mol/L LiPF6<sub>EC/DMC为电解液的电池提高了33.3%;5C高倍率下的平均放电比容量为110mAh·g-1是以1 mol/L LiPF6<sub>EC/DMC为电解液电池的两倍。其次,合成了含-CN的功能化离子液体PCNMIMTFSI,探索了LiNi0.5Mn1.5O4/Li电池在1 mol/L LiPF6<sub>EC/DMC/PCNMIMTFSI电解液中的性能。1 mol/LLiPF6<sub>EC/DMC/15vol%PCNMIMTFSI电解液的综合性能较为突出。在室温、0.2C倍率下,该电池的最高放电比容为132.17mAh·g-1,50次循环后的放电比容量为125mAh·g-1,库伦效率达到98%;这表明功能基团-CN的添加可以进一步提高电解液的耐高压性能,增加电池的低倍率放电比容量,并在正极表面快速生成稳定的SEI膜,以提高电池的循环寿命。在5C倍率下,含PCNMIMTFSI电解液的电池平均放电比容量为110mAh·g-1和含BMITFSI电解液的相差不大。本文还研究发现1 mol/L LiPF6<sub>EC/DMC/15vol%PCNMIMTFSI电解液应用于Li/C电池中存在充放电比容量低、循环稳定性差等问题。而以0.8 mol/L LiPF6+0.2mol/L LiODFB<sub>EC/DMC/15vol%PCNMIMTFSI电解液的Li/C电池则表现出良好的循环性能。主要是因为PCNMIMTFSI在石墨表面易发生还原反应,而LiODFB可以提前在石墨负极生成稳定的SEI膜,抑制了PCNMIMTFSI的还原,提高了电解液的稳定性。