科学与新兴技术（新能源汽车、智能电网等）的不断发展推动了对高能量密度储能体系的需求。锂离子电池因受限于其理论容量已经不能满足当前高能量密度电池体系的要求。而锂硫电池体系的理论比容量远远高于传统锂离子电池,有望成为新一代锂二次电池体系;然而锂枝晶生长和多硫离子穿梭等一系列问题仍然阻碍着该电池的实际应用。本论文通过设计开发新型电解液来改善锂负极表面SEI膜的性能并抑制锂枝晶的生长,同时,结合无穿梭效应的S@pPAN复合正极材料来解决库伦效率低的难题,以此来提高电池的循环稳定性。具体研究成果如下:1.开发设计了基于气相氧化铝纳米颗粒的凝胶电解液（LiPF₆/EC-DMC+8 wt.%Al₂O₃）。这种凝胶电解液不仅保持了高离子电导率,同时还促使电极表面形成了含有LiAlF₄成分的致密稳定的SEI膜,有效降低了电极的界面阻抗。该凝胶电解液与锂负极具有良好的相容性,Li|Li对称电池在0.25 mA cm^-2的小电流密度下能稳定循环1400 h,并且金属锂在凝胶电解液中可以实现无锂枝晶的锂沉积。采用该凝胶电解液的Li-S@pPAN电池循环性能和倍率性能得到了很大的提高;其中电池在循环350次后容量保持率高达92.2%,平均库伦效率接近99.8%。此外,后期的软包电池的胀气测试结果也证明了该凝胶电解液具有优异的安全性能。2.探究了将4,5-二氰基-2-三氟甲基咪唑锂（LiTDI）应用于锂硫电池体系的可行性。具有较大阴离子结构的LiTDI由于自身特殊结构与锂离子的解离程度很高,电解液具有较高的锂离子迁移数(t_Li+=0.62)。在FEC和VC双成膜添加剂的协同作用下,LiTDI的成膜性能得到了很大的改善,在电极表面形成了更致密、稳定的SEI膜,电极界面阻抗得到有效降低。从结果来看,锂金属的循环性能得到了很大的提高,锂沉积-溶出库伦效率达到93%。采用该碳酸酯电解液的Li-S@pPAN电池的电化学循环可逆性得到显著改善,在450次循环后容量保持率高且平均库伦效率接近99.6%。