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离子液体作为一种仅由阴阳离子组成的室温熔融盐,因其具有一系列独特的理化性质而被广泛应用于化学、生物、材料等领域。随着人们对清洁、可持续能源的需求不断增加,离子液体最重要的应用领域之一无疑为新能源储存与转化器件,尤其是蓬勃发展的锂离子电池。众所周知,电极与电解质作为主要组成部分对锂离子电池的工作性能有着举足轻重的影响。一方面,聚阴离子型正极材料磷酸钒锂(LVP)因较高的理论比容量、平均充放电电压、结构稳定性和安全性等优势而备受关注,然而其本征电子电导率较低从而限制了大规模应用。另一方面,固态聚合物电解质(SPE)因远高于传统有机电解液的安全性和能量密度而引起广泛关注,然而其室温离子电导率太低进而阻碍了商业化进程。本论文旨在对离子液体进行合理应用,通过形貌调控、包覆和掺杂分别来优化磷酸钒锂和固态聚合物电解质的电化学性能,从而推动锂离子电池朝着轻型化、薄膜化、高安全性、高能量密度的方向快速发展。主要内容如下:秉承反应物-结构导向剂-碳源“一体化”,采用离子液体作为前驱体,辅助静电纺丝技术,原位合成了自支撑的磷酸钒锂纳米立方体/碳纳米纤维复合材料。该材料在锂离子电池中表现出优异的电化学性能,5 C倍率下循环1000圈后仍能提供143.6 mAh 的高放电容量,容量维持率为95.54%。这归因于离子液体不仅诱导高度取向的磷酸钒锂纳米立方晶体的生成,还在高温热处理过程中形成高导电性的氮掺杂的碳包覆层,从而保证磷酸钒锂优异的电化学反应动力学。采用涂布流延法制备了两种离子液体掺杂的固态聚合物电解质膜。通过优化制备工艺,发现薄膜厚度与离子液体的种类会对电解质的离子电导率等性能产生影响。所制得的电解质室温离子电导率可达1.5×10-4S cm-1,电化学稳定窗口高达5 V。选用自支撑磷酸钒锂/碳纤维复合材料作为正极,结合固态聚合物电解质组装成固态锂离子电池,并探究其在室温和高温60℃下的电化学性能。在室温下,LVP/SPE-PYR14TFSI/Li固态锂离子电池1 C倍率下循环500圈后放电容量为101.5 mAh g-1,库伦效率稳定在98%左右,显示出良好的电化学性能。