随着电动汽车、大规模储能的不断发展,人们对于高能量密度锂电池的需求不断增加。匹配高电位正极材料（如:钴酸锂正极、三元正极材料）和具有高容量(3860 m Ah g-1)、低电位（-3.04 V vs标准氢电极）锂金属负极的高电压锂金属电池是提高锂电池能量密度的有效途径。尽管如此,高电压锂金属电池的实际应用仍面临着诸多挑战。第一,传统液态碳酸酯电解质与锂金属负极的兼容性较差,会引发锂枝晶的生长和死锂的堆积,导致电池循环寿命的缩短。此外,锂枝晶的不可控生长还会穿透隔膜使电池发生内短路,引发爆炸、燃烧等安全隐患。第二,在高电压下,传统碳酸酯电解质在正极表面会持续分解,导致正极固态电解质界面层（CEI）持续增厚,从而阻碍界面处的离子传输,严重危害电池的循环性能。因此,设计电极兼容性好且具有高安全性的新型电解质体系对于高电压锂金属电池的发展至关重要。基于此,本研究设计制备了两种用于高电压锂金属电池的电解质体系,具体研究内容如下:（1）磷酸酯基电解质的设计、制备与性能研究以具有高安全性的磷酸酯作为基础电解质,从保护锂金属负极的角度出发,引入共溶剂碳酸二烯丙酯,使其优先在锂金属负极表面还原,优化磷酸酯电解质与锂金属的兼容性。实验结果表明碳酸二烯丙酯能够在锂金属负极表面形成稳定的固态电解质界面层（SEI）,有效抑制了磷酸酯与锂金属之间的副反应,并改善了锂离子的沉积/剥离行为,抑制了锂枝晶的生长。以实验所制备磷酸酯基电解质组装的锂铜电池库伦效率高达98.73%,组装的锂/锂对称电池在5 m Ah cm-2的电流密度下能够稳定循环超过3000小时;在4.3 V充电截止电压下,LiCoO2/Li电池循环500圈后电池容量保持率为83.65%,平均库伦效率高达99.84%。此外,以本实验设计的磷酸酯基电解质组装的软包电池在热滥用情况下的内部温度最高仅为203 oC,且在穿刺后能够保持不起火、不短路的状态,展现出极高的安全性。（2）聚氨酯电解质的设计、制备与性能研究通过赖氨酸二异氰酸酯和羟基植酸锂的逐步加成聚合,原位制备了聚氨酯基电解质。一方面,该电解质不仅能够抑制锂金属负极表面锂枝晶的生长,使循环后的锂负极表面保持平坦。另一方面,该聚氨酯电解质对高电压正极具有良好的兼容性,能够在Li Ni0.6Co0.2Mn0.2O2（NCM622）正极表面形成薄且稳定的CEI,显著提升了NCM622正极结构的完整性,有效地改善了电池在高电压条件下的循环性能。使用该电解质组装的NCM622/Li电池在4.3 V充电截止电压、0.5 C电流密度下循环280圈后的容量保持率为79.60%,平均库伦效率为99.78%。