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锂离子电池产品在贮存和运输期间,通过预先放电至无电量的零伏,可免于热失控的安全风险。电池在零伏存储（Zero-volt storage）期间,偏高的零电压电极电位（Zero-volt crossing potential,ZCP）会造成负极固体电解质界面膜（Solid electrolyte interface film,SEI膜）氧化分解和负极铜集流体腐蚀溶解,导致电池容量下降甚至完全失效。本论文的研究旨在深入理解锂离子电池零伏存储容量衰退机理,并发展锂离子电池耐受零电压的技术。目前提高负极集流体耐蚀性的研究已有诸多报道,但是改善负极SEI膜长期处于高电位稳定性的研究被广泛忽视。针对这一问题,本论文提出在电解液添加二氟草酸硼酸锂（Lithium difluoro（oxalate）borate,Li DFOB）,通过优化负极SEI膜的组分比例,改善电池零伏存储期间负极SEI膜长时间处于高电位的稳定性。使用电化学方法和扫描电子显微镜（Scanning electron microscope,SEM）,研究了Li DFOB对负极SEI膜长时间在高电位稳定性的改善效果。采用X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy,XPS）分析了Li DFOB提高中间相碳微球（Mesocarbon microbeads,MCMB）负极SEI膜长期耐受高电位能力的机制,结果表明Li DFOB通过还原参与负极SEI膜的形成,优化了SEI膜的组分比例,使得高电位下易分解的组分比例降低,且高电位下稳定的组分比例提高。在Li DFOB添加剂提高负极SEI膜长期耐受高电位能力的基础之上,结合负极电化学预锂化调低LiCoO2/MCMB电池的零电压电极电位,使得LiCoO2/MCMB电池零伏存储7周的容量回复率从15.7%大幅提升至93.3%。针对电化学预锂化工艺难以实用化的弊端,本论文提出在正极中添加Li5FeO4调低电池零电压电极电位的新方法。研究发现Li5FeO4的充电产物在2.9 V vs.Li/Li+以下的嵌锂平台具有抑制零电压电极电位过度下调的新用途,避免了过低的零电压电极电位对正极材料稳定性的不利影响。通过向正极添加23 cap%的Li5FeO4,将LiCoO2/MCMB电池的零电压电极电位适度地下调至2.4 V vs.Li/Li+,从而避免了负极铜集流体的溶解并缓和了负极SEI膜的分解,使得电池零伏存储10天的容量回复率从37.6%显著提高至95.5%。通过向该种电池的电解液中进一步添加2 wt%的Li DFOB,使得电池零伏存储7周的容量回复率从15.7%显著提高至95.4%。正极添加23 cap%Li5FeO4的LiCoO2/MCMB电池经循环容量下降的幅度达到30%后,其零电压电极电位会复升至3.5 V vs.Li/Li+以上。针对循环充放电对Li+的消耗使得零电压电极电位复升的问题,本论文提出联合使用Li5FeO4、Li DFOB和铜溶解抑制剂丁二腈（Succinonitrile,SN）。使用动电位扫描和X射线能量色散谱（Energy dispersive X-ray spectroscopy,EDS）分析了Li DFOB与SN复配对负极铜集流体溶解的抑制作用,该作用的机制在于Li DFOB和SN与铜集流体氧化的正价铜结合,生成了不溶性的产物。Li DFOB与SN复配同样能改善MCMB负极SEI膜长时间处于高电位的稳定性。对于正极含有23 cap%Li5FeO4的LiCoO2/MCMB电池,向电解液中同时添加2 wt%Li DFOB和3 wt%SN,在电池循环容量下降30%和50%后,电池零伏存储10天的容量回复率分别高达104.0%和101.8%。使用电解液添加剂碳酸亚乙烯酯（Vinylene carbonate,VC）改善了Li Ni0.8Co0.15Al0.05O2（NCA）电极的循环性能,发现VC使得NCA颗粒表面离散的SEI膜变为连续均匀的SEI膜。电化学阻抗谱（Electrochemical impedance spectroscopy,EIS）研究表明这种均匀的SEI膜可抑制电极/电解液界面的副反应,有利于减小SEI膜阻抗和电荷转移阻抗随循环的增加幅度。因为NCA/MCMB电池过放电期间负极电位的上升较LiCoO2/MCMB电池的缓慢,未出现负极铜集流体的溶解,使得NCA/MCMB电池过放电至零伏后随即充放电的容量回复率达到96.0%,优于LiCoO2/MCMB电池。此外,通过向NCA正极添加13 cap%的Li5FeO4,调低NCA/MCMB电池的零电压电极电位至2.4 V vs.Li/Li+,使得电池零伏存储10天的容量回复率从63.0%提高至97.2%。本论文从电极材料和电解液等方面入手,使锂离子电池获得了优良的零伏存储性能,提高了电池长时间处于零伏状态的可靠性与安全性。本论文关于电池零伏存储性能的多种改良方案,有望应用于电动汽车和航天器的电池系统,并有助于锂离子电池产品的安全运输和存储。