锂离子电池作为一种新型绿色清洁能源储存装置已经实现商品化并应用到各个领域当中。随着新能源车的飞速发展,对电池比能量提出了更高的需求,开发具有高比能量的锂二次电池刻不容缓。通过开发一种具有高比能量、制备工艺简单、价格低廉且安全性能高的锂离子电池正极材料是最直接的解决方式。此外,与商品化的锂离子电池相比,锂硫电池具有极高的理论能量密度有望成为下一代储能装置。近年来,科研工作者对锂硫电池的研究已经取得了非常丰富的成果,但锂硫电池若想实现商品化仍需要进一步完善。目前,锂硫电池发展的最大阻碍是多硫化物的飞梭效应、硫及其放电产物近乎绝缘、且反应过程中较大的体积变化,这些问题会导致锂硫电池容量较低、库伦效率低、循环寿命差。合理的设计锂硫电池正极材料能够提高锂硫电池导电性,抑制多硫化物飞梭效应,从而达到改善锂硫电池电化学性能的目的。同时,针对锂硫电池电解液的改性也能够改善锂硫电池的电化学性能。因此,本论文展开了如下工作:1.钒掺杂的磷酸锰铁锂正极材料的制备及性能研究橄榄石型磷酸锰铁锂(LiMn_1-yFe_yPO₄)由于具有较高的工作电压（4.1 V）和理论比容量(170 mAh g^-1),优异的稳定性和原材料价格低廉,是高比能量锂离子电池正极材料的候选之一,然而其较低的电子电导率及离子迁移率限制其产业化发展。因此本论文使用固相球磨法制备了碳包覆的3%钒掺杂的LiMn_1-yFe_yPO₄（y=0.2）。通过对所合成的材料进行结构分析,钒以三价态取代了材料中的Fe²⁺,这种掺杂取代伴随着Fe空位的形成,而材料中的锰仍处于二价态,所组成的材料化学式为LiMn_0.8Fe_0.2-0.045V_0.03（?）_0.015PO₄,其中（?）为铁空位。钒掺杂极大的提高了材料的电子电导率,并将锂离子扩散系数提高两倍,因此材料表现出优异的电化学性能。我们期待这个工作能够为之后元素掺杂改善磷酸锰铁锂提供一些数据参考。2.双壳结构的聚吡咯/黑色二氧化钛/硫复合材料作为锂硫电池正极材料的制备及性能研究抑制多硫化物飞梭和提高正极的导电性是提高锂硫电池电化学性能的有效途径。在此我们合成了一种对多硫化物具有较强吸附能力的载硫体材料。电极的活性材料（b-TiO₂/S@PPy）是由硫注入到中空球构成的,中空球的内层是由具有氧缺位的黑色二氧化钛（b-TiO₂）颗粒堆积而成,外层由聚吡咯（PPy）包覆而成。b-TiO₂层的特殊结构提供了足够的空间来缓解硫的体积膨胀并且对多硫化物具有较强的吸附能力。同样,外部的PPy层不仅可以提高正极材料的导电率,还可以通过化学吸附来抑制多硫化物的飞梭。以b-TiO₂/S@PPy为正极组装的锂硫电池在0.1 C倍率下具有较高的首次放电比容量(1374 mAh g^-1)、良好的循环稳定性(200次循环后放电比容量保持910 mAh g^-1)和良好的倍率性能(在2 C倍率下放电比容量为725 mAh g^-1)。3.四硫富瓦烯作为氧化还原媒介在锂硫电池中的应用在锂硫电池中引入氧化还原介质（RM）,能够降低Li₂S反应时的能垒,提高锂硫电池的放电比容量,改善锂硫电池的循环性能。本论文中首次将四硫富瓦烯（TTF）添加入常规的锂硫电池醚类电解液中,所加入的TTF能够加快电子传导提高锂硫电池的反应速率。同时在充放电过程中能够促进Li₂S的氧化还原反应并使不可逆沉积的Li₂S重新加入至反应中提高了Li₂S的利用率,减缓了活性物质硫的损失。使用商品化的有序介孔碳（CMK-3）制备的高硫含量（69%）的复合材料作正极,在0.1 C倍率下,添加TTF的电解液组装的锂硫电池首次放电比容量能够达到1359 mAh g^-1并且循环100次后放电比容量仍保持在850 mAh g^-1以上。4.溴化铟作为双功能添加剂在锂硫电池高给电子类电解液中的应用锂硫电池在高给电子类电解液中其反应中间体为S₃^·-离子,其稳定性要远高于在低给电子电解液中的S₄^2-离子。并且在高给电子类电解液中锂硫电池的反应速率更快。但在高给电子类电解液中金属锂腐蚀严重,锂硫电池无法进行长循环。因此本文选择在高给电子类电解液（DMA）中加入溴化铟（InBr₃）,通过在金属锂表面形成一层致密的In层可以有效的保护金属锂,使锂硫电池在高给电子类电解液中实现长循环。