石墨作为锂电池难以替代的负极材料,其电化学性能与电解液的组分密切相关。因为石墨的嵌锂电位远低于电解液各组分的还原电位,电解液在电极表面被还原生成固态电解质界面膜（Solid Electrolyte Interphase,SEI）。SEI膜位于电极与电解液之间,连接固液两相,以保护电极实现长期稳定循环。电解液添加剂通过在循环中优先发生氧化还原反应,直接决定了SEI膜的组成和结构,对保护电极、改良电解液,提高锂电池性能作用显著。但目前对SEI膜的性质和添加剂作用机理尚未完全明了,对电极界面的动态变化也缺少研究。论文第一部分,通过对常见添加剂的理论计算,我们选择了高还原电位的添加剂ES,配置新型VC+ES电解液。与只含有VC添加剂的电解液对比,系统地评价了石墨在新型VC+ES电解液中的性能。通过对比我们发现VC+ES电解液具有奇特的电化学行为。由于ES添加剂的引入导致石墨表面的SEI膜变得不稳定,在超过0.5 C倍率下,循环过程中容量出现先降低后升高的奇特电化学行为。通过EIS原位分析发现,石墨表面的SEI膜阻值和界面转移电阻变化与容量先降低后升高行为相关。通过XRD、SEM、EDS、AES和TOF-SIMS等分析表征进一步阐明,这种电化学行为产生的原因是不稳定的SEI膜在大倍率下的先分解后又重新形成。在高温下实验还发现,VC+ES电解液不存在容量先降低后升高的行为,且石墨的容量和循环稳定性优于VC电解液。同时也探究了VC+ES电解液对锰酸锂正极及全电池电化学性能的影响,这种奇特的电化学行为在正极和全电池中并不存在。石墨剥离导致的容量衰减是石墨负极在锂电池中实际应用的一个棘手问题。在论文第二部分,我们研究了重氮化接枝苯酚层以解决石墨片剥离导致的石墨负极循环稳定性差的问题。利用4-氨基苯酚和亚硝酸叔丁酯作为重氮化试剂,实现了石墨表面共价接枝苯酚。通过对样品XRD、FT-IR、XPS、SEM和HRTEM技术表征,确认了石墨表面接枝苯酚层的可行性。重氮化接枝苯酚能够在石墨片表面形成保护层,扩大石墨层间距,提高石墨比容量,最终改善石墨的倍率性能和显著提高石墨的循环稳定性,并提出了石墨表面重氮化接枝苯酚的机理及苯酚层储能机理。当4-氨基苯酚与石墨的摩尔百分比为5%时,改性石墨所表现的电化学性能最佳。在1 C下循环300圈后仍保持361 m A h g-1的放电比容量,相对于初始循环的容量保持率为90.5%,远高于原始石墨的156 m A h g-1和54.2%。