锂离子电池是新能源汽车等领域的主流储能器件,提升其在宽温域等复杂工况下的性能对于其全球化布局至关重要。然而,锂离子电池在不同区域的高/低温环境中电化学性能衰减严重,主要原因之一在于其内部的电极/电解液界面特性不稳定。在低温环境中,锂离子在界面处的传输严重受阻,导致界面阻抗急剧增大。而在高温环境下,界面组分中不稳定的有机物易发生热分解,引发电池失效甚至造成热失控的风险。合理的界面设计是发展耐受宽温度范围、高安全电池体系的重要策略。因此,本文围绕新型ω-Li3V2O5电极材料体系,通过引入电解液添加剂在其表面构筑具有高离子电导和高热稳定性的电极/电解液界面,从而获得可耐受宽温域环境的锂离子电池。本文的主要研究内容如下:（1）采用电化学测试技术并设置不同测试条件,研究新型ω-Li3V2O5电极材料的界面成膜特性与储锂动力学特性。通过电化学阻抗谱演变趋势,阐明ω-Li3V2O5电极的嵌脱锂机理,以及ω-Li3V2O5电极的界面特性与电荷传输特性在长循环与高低温环境下的稳定性。研究表明,ω-Li3V2O5电极在首次充放电过程中可形成良好的固态电解质界面膜,其锂离子扩散系数可达10-11 cm~2 s-1,且界面特性与动力学特性可以在循环过程和高低温环境下保持稳定。（2）选用含氟电解液添加剂,在ω-Li3V2O5电极材料表面设计构筑高离子电导界面,研究电极的低温储锂性能。探索电解液添加剂对ω-Li3V2O5电极/电解液界面的形貌、组分与离子传输特性的影响,进一步验证高离子电导界面对于提升电池低温储锂性能的作用。研究表明,含氟电解液添加剂可在ω-Li3V2O5电极表面构筑致密均匀的富含Li F导锂组分的界面,使其可在-20℃时获得201.6 m Ah g-1的比容量,约为室温容量的70%,且界面阻抗在低温环境下可稳定保持低数值。（3）引入电解液添加剂在ω-Li3V2O5电极表面构筑富含无机组分的热稳定界面,研究其在高温环境下的储锂性能。进一步分析ω-Li3V2O5电极材料在高温下的体相结构与界面特性稳定性,并将其组装成全器件探索器件在过充和高温等复杂工况下,受界面特性影响的产热、热失控与产气行为。研究表明,ω-Li3V2O5电极体相结构可保持稳定至200℃,引入添加剂后可在其表面形成富含Li F无机组分的热稳定SEI,使得器件循环2 500圈后容量保持率超过90%,并且该稳定界面可显著提升器件的热稳定性并抑制界面副反应导致的产气行为。（4）采用新型噻吩磺酰胺多功能电解液添加剂,在ω-Li3V2O5电极与正极材料表面协同构筑高离子电导且热稳定的电极/电解液界面,系统研究了电池在全温域范围的性能。探索了噻吩磺酰胺添加剂对电解液特性以及锂离子溶剂化结构的作用,进一步分析了添加剂对正负极电极/电解液界面的形貌、组分以及界面传输特性的影响。研究表明,噻吩磺酰胺添加剂可优先分解,在正负极表面同时构筑富含Li F、Li3N和Li-S等无机组分的高导锂与热稳定性界面,并可保护电极表面、抑制副反应对电极结构的侵蚀,利用含噻吩磺酰胺添加剂电解液组装的ω-Li3V2O5基锂离子电池可在-30～80℃稳定地循环充放电。