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锂氧电池是未来能量存储和转换最有希望的候选者之一,其理论能量密度高于锂离子电池。研究发现,电解液分解是锂氧电池循环性能差的原因之一,最近研究人员发现使用离子液体可以改善锂氧电池的循环稳定性。本文采用离子液体（IL）作为电解液的添加剂来改善锂氧电池性能,主要研究内容如下:采用复分解,亲核加成和季铵化反应分别制备了1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[BMIM]BF4）、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐（[BMIM]Br）和氯化苄基三乙铵盐（TEBA）三种离子液体,对其制备工艺参数进行优化,将产率分别提高到94.4%,93.2%,97.6%。对三种离子液体进行锂离子电导率测试,发现[BMIM]BF4具有最高的离子电导率为5.2×10-5 S cm-1。研究了以LiTFSI和Li BF4为锂盐,DMSO/[BMIM]BF4混合电解液的粘度和离子电导率,粘度随着锂盐浓度和离子液体含量的增大而增大,离子电导率先增大后减小,在锂盐浓度为0.5 mol L-1时最大的离子电导率分别为17.5 S cm-1,18.16 S cm-1,在DMSO/[BMIM]BF4体积比为3时最大的离子电导率分别为14.2 S cm-1,16.07 S cm-1。以LiTFSI、Li BF4为锂盐,DMSO/[BMIM]BF4为溶剂,采用CV、LSV、RRDE测试了DMSO/[BMIM]BF4混合电解液的电化学性能,FTIR测试了混合电解液对过氧化锂和超氧化钾的稳定性。CV测试结果显示锂盐浓度为0.5 mol L-1,DMSO/[BMIM]BF4体积比为3时电流密度最大,分别为1.01 mA cm-2,0.77 mA cm-2和1.01 mA cm-2,0.92 mA cm-2,LSV测试结果显示DMSO/[BMIM]BF4/LiTFSI和DMSO/[BMIM]BF4/LiBF4分别将DMSO/LiTFSI和DMSO/LiBF4的电化学窗口从3.4 V和3.9 V提高到了4.3 V和4.2 V,RRDE测试结果说明了加入离子液体之后中间体放电产物的浓度较低并且氧还原能力较强。DMSO/[BMIM]BF4混合电解液表现出大的极限扩散电流密度、宽的电化学窗口以及良好的稳定性。DMSO/[BMIM]BF4/LiTFSI和DMSO/[BMIM]BF4/LiBF4混合电解液应用到锂氧电池中,发现电池的循环性能和放电容量都得到了很大的提高,DMSO/[BMIM]BF4/LiTFSI和DMSO/[BMIM]BF4/Li BF4分别将DMSO/LiTFSI和DMSO/LiBF4的容量由3200 mA h g-1和3500 mA h g-1提高到27000 mA h g-1和31000 mA h g-1,电池循环次数分别由33圈和79圈提高到242圈和286圈。采用SEM和XRD进一步研究发现采用该体系电解液有助于缓解锂腐蚀和锂枝晶,同时有助于缓解由正极产物LiOH的积累造成的阴极钝化。