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应用于锰系正极材料尖晶石LiMn2O4(简称LMO)或LiNio.5Mn1.5O4(简称LNMO)的高低温、高安全和高电压电解液是锂离子动力电池电解液领域研究的热点。本文在综述LMO和LNMO研究现状、商业电解液研究进展的基础上,针对当前两种材料及商业电解液存在的问题,采用不同电解液添加剂和新型电解液体系,以提高LMO、LNMO的循环性能和储存性能。首次全面概括了功能电解液组分优化的方法。用Gaussian软件计算出常见溶剂的前线轨道能量,阐述了功能电解液组分筛选的基本理论。全面评价了商业电解液体系,研究结果发现：应用于LMO高温和LNMO高电压的商业电解液存在的主要问题分别是热稳定性差、分解电压低。不同电解液体系的电导率和分解电压测试结果表明：温度、溶剂的介电常数和粘度、锂盐浓度和添加剂是影响电解液电导率和电化学窗口的主要因素。向商业电解液中加入不同含量的七甲基二硅氮烷(HEMDS)、乙醇胺(MEA)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、1,3-丙磺酸内酯(1,3-PS)、丁二腈(SN)等添加剂,研究电解液的电导率、分解电压及热力学稳定性,首次深入探讨LMO在这些电解液中的电化学性能。结果表明：HEMDS能抑制LMO在中低倍率、不同温度下循环及储存过程中的容量衰减；适量的LiBOB、LiDFOB、1,3-PS、SN能提高LMO的循环性能或储存性能。电解液中加入2%的HEMDS或MEA均能抑制LMO在循环过程中的容量衰减,前者还能改善低倍率下的首次充放电容量。作为混合电解液稳定剂加入商业电解液中能明显改善LMO的高温储存性能。其作用机理是：HEMDS与HF反应,MEA与H2O和HF形成氢键,从而提高电解液的稳定性。不同温度对不同荷电态LMO储存性能影响较大。LMO/Li半电池在常温和高温储存一周后,处于放电态的电池均比处于半电态和满电态的电池循环性能优异。当放电态的LMO电池常温储存一个月后,首次库仑效率达95.22%,2C循环200次后,容量保持率仍高达96.74%。lmol L-1LiBOB/y-GBL电解液中加入少量商业电解液或DEC、EC:PC:EMC (1:1:3,体积比)混合溶剂都能降低电解液体系的粘度,提高LMO的综合电化学性能。lmol L-1LiBOB和LiDFOB溶解于EC:PC:EMC(1:1:3,体积比)溶剂中均能显著提高LMO的高温循环性能。1C循环50次后,容量保持率均超过97%,而且与石墨负极相容性较好,同时能兼顾高低温性能。以三氟化硼乙醚溶液和氟化锂为原料,采用液相法可以合成高纯LiDFOB,作为锂盐能应用于LMO高温电解液中。热重-红外联用测试表明,LiDFOB在高温条件下的分解主要分三个阶段。LNMO首次库仑效率与铝集流体和隔膜的不稳定及电解液的不可逆氧化有关。LNMO在不同倍率下循环性能的差别,主要由极化、电解液及隔膜的分解所引起。LNMO/Li半电池在高温60℃循环过程中容量衰减严重,1C循环130次后,容量衰减达39.43%。高温循环和高温储存对比实验表明：高温循环过程中容量衰减快的主要原因是商业电解液的电化学稳定性差、阴极分解电压较低。其次是在电池循环过程中以LiPF6为锂盐的电解液热稳定性差,易分解,分解产物与材料相互作用,引起镍和锰的溶解,并形成锂盐化合物附着在正极材料表面。向商业电解液中加入LiDFOB和硼酸三甲酯,对LNMO循环性能的改善均不明显。1mol L-1LiDFOB/EC:PC:EMC (1:1:3,体积比)电解液中加入50%环丁砜,或lmol L-1LiTFSI/EC:PC:EMC(1:1:3,体积比)电解液中加入氟代碳酸乙烯酯能提高电解液的分解电压和LNMO的循环性能。图109个,表22个,参考文献234条。