钛酸锂具有卓越的循环稳定性、倍率性和安全性,因而其在动力电池领域有良好的发展趋势。目前,国内外较多集中于钛酸锂材料的改性和钛酸锂电池产气研究,对钛酸锂全电池体系综合优化研究较少。为实现钛酸锂全电池的多元化工业应用,开发性能优异的全电池体系十分必要。本论文首先使用三种正极材料与钛酸锂进行全电池体系选配,通过材料表征和电化学性能测试发现NCA-LTO是较优的全电池体系。其次利用N/P对全电池体系进行了更细致的划分,研究发现在NCA-LTO全电池体系中N/P约为0.6时电池综合性能较为优异。通过对优化后的NCA-LTO全电池体系综合分析发现,此时的全电池体系相对能量密度和5C循环保持率为最大值,但相对功率密度并不高。基于超级电容器的非法拉第储能机理,预期在电池体系中加入高比表面活性炭材料以保证电池能量密度不衰减的同时提升全电池体系功率密度。制备的PANI-AC材料具有3045.4m²/g的比表面积,通过电化学性能测试发现该材料有优异的电容特性。通过研究PANI-AC在正极材料中的掺入量,本文提出7%-8%的活性炭掺入可有效实现在能量密度不衰减的同时提升全电池体系功率性能。通过改变电解液以优化NCA-LTO全电池体系,使用1M Li⁺的Li-EMITFSI混合离子液体电解液与传统商用LiPF₆电解液对比,结果表明在高压3.2V情况下循环50次,混合离子液体电解液容量保持率高于传统商用LiPF₆电解液15%。对电池进行进一步分析发现,在高压下TFSI^-阴离子发生分解,在电池阴极材料表面形成一层含有SO₄^2-、SO₂^-的致密稳定的固态电解质膜,从而使电池循环性能得以提升。