随着电动汽车市场的不断发展,对锂离子电池能量密度的要求提出了更大的挑战,因此发展和研究高比能量电池是市场的需求也是研究人员不断追求的目标。通常提高锂离子能量密度有两个方面,提高电池的放电比容量或者提高放电电压平台。以锂-硫和锂-空为代表的电池体系虽然有很高的比容量,但仍是处于实验室的研发阶段。近来,锂离子正极材料如Li₂CoPO₄F和LiCoPO₄因其有较高的工作电压平台而受到广泛关注,但令人遗憾的是,目前常用的碳酸酯类电解液体系并没有与之相匹配的电化学稳定窗口。因此,对于新型高压电解液的研究就显得非常必要和紧迫。本文选择锂离子新型高电压氟代溶剂氟化碳酸乙烯酯（FEC）和1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚（F-EPE）为研究内容,以改善正极材料Li₂CoPO₄F和LiCoPO₄的电化学性能为目标,对不同电解液体系的耐高电压氧化性能,及材料在其中的电化学性能、电极/电解液界面稳定性及其对电化学性能的影响等开展了系统的研究。高电压氟代溶剂FEC和F-EPE作为共溶剂与高电压正极材料Li₂CoPO₄F有着良好的兼容性,并且对材料的电化学性能有明显的改善作用。线性扫描（LSV）结果表明,与传统碳酸酯类电解液相比,FEC和F-EPE作为共溶剂能显著提高电解液高电位下的抗氧化性;在一定范围内,FEC和F-EPE的比例对电解液抗氧化能力的影响不大。电化学研究表明,FEC/DMC = 1:1和F-EPE/DMC = 1:2体系表现出较好的性能。如在3-5.4 V充放电电压范围内,Li₂CoPO₄F材料在1 M LiPF6 FEC/DMC = 1:2（wt/wt）,F-EPE/DMC = 1:2（wt/wt）和 EC/DMC = 1:1（wt/wt）三种电解液中,0.2C电流密度下的首圈放电比容量分别为121.7mAhg^-1,111.3 mAh g^-1,95.9 mAh g^-1,循环100圈后的容量保持率分别为35.9%,28.2%,0.029%;1C电流密度下的首圈放电比容量分别为108mAhg^-1 104mAhg^-1,100 mAhg^-1,循环100圈后的容量保持率分别为52.6%,50.7%,14.5%。采用线性扫描（LSV）、循环伏安（CV）、电化学交流阻抗谱（EIS）、扫描电镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）等技术对氟代溶剂改善材料电化学性能的机理进行了系统的研究,结果表明在不同电解液中循环后,Li₂CoPO₄F电极表面均可观察到电解液氧化分解的产物（主要包括ROLi、ROCO2Li、LixPFyOz、LixPFy等）,在FEC和F-EPE基电解液中形成的界面膜厚度低于EC/DMC基电解液,仅为数个nm;与EC/DMC基电解液相比,FEC基和F-EPE基电解液具有更好的电极/电解液界面稳定性,抑制了高电位下电极/电解液界面副反应的发生,缓解了电解液中HF对Li₂CoPO₄F结构的破坏作用,因而有益于提高Li₂CoPO₄F材料的电化学性能。采用溶胶-凝胶法合成了 Fe³⁺异价离子掺杂的Li_1-xCo_1-xFe_xPO₄（x = 0,0.05）材料,研究了 Fe³⁺掺杂对LiCoPO₄材料电化学性能的影响;将1 M LiPF6 FEC/DMC= 1:1高电压电解液应用于Li_0.95Co_0.95Fe_0.05PO₄材料进一步改善了其电化学性能。电化学研究结果表明,Fe³⁺掺杂改善了 Li_0.95Co_0.95Fe_0.05PO₄材料的电导,降低了电池的阻抗,从而降低了电池充放电过程的极化,显著提高材料的电化学性能,尤其是倍率性能;与传统碳酸酯类电解液相比,1 MLiPF₆ FEC/DMC=1:1电解液具有更好的耐高电压氧化性,可以进一步提高Li_0.95Co_0.95Fe_0.05PO₄材料的电化学性能。