随着科学技术的迅速发展,电子仪器和设备的小型化以及航天技术的发展,对电池性能提出了越来越高的要求。从目前各种电池的综合性能来看,锂离子电池是目前最具有发展潜力和应用前景的高能量二次电池。目前,商业锂离子电池中主要采用LiCoO2作正极材料,但由于Co资源有限,价格昂贵,LiCoO2已不能满足锂离子电池发展的需要,因此,开发低成本,高性能的新型正极材料成为目前锂离子电池领域研究的热点。而LiNi0.8Co0.2O2兼具LiCoO2与LiNiO2的优点,有成本低,安全性能更好等优点,成为最有希望取代LiCoO2的新一代正极材料。本文从降低合成锂离子电池正极材料的成本和提高锂离子电池正极材料循环稳定性及热稳定性能的目标出发,采用溶胶凝胶法合成了锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2,并系统地研究了掺杂稀土元素(Ce、Y)及Al2O3表面包覆对材料性能的影响。采用溶胶凝胶法合成了LiNi0.8Co0.2O2正极材料,研究了合成温度、合成时间对LiNi0.8Co0.2O2正极材料性能的影响。研究发现:最佳烧结温度为800℃,最佳烧结时间为12小时。在此条件下合成的材料, 0.2C、3.0V~4.25V条件下充放电,首次放电容量达到153 mAh/g,20次循环后容量保持率为76%。采用溶胶凝胶法制备了LiNi0.8-xCo0.2CexO2(0.01,0.02,0.03)。分别用XRD、充放电实验、循环伏安、交流阻抗、DSC等测试方法研究了稀土元素铈的掺入对LiNi0.8Co0.2O2结构、电化学性能及热稳定性能的影响。结果表明铈的掺入提高了LiNi0.8Co0.2O2的首次充放电效率,改善了循环性能。x=0.02时,材料的电化学性能最好:首次放电容量为157mAh/g,首次充放电效率达到88%,20次循环后的容量保持率为94%。材料电化学性能提高的原因是适量Ce4+的掺入抑制了材料充放电过程中的结构变化,增强了材料的可逆性,且有效地抑制了循环过程中电荷转移阻抗的增加。掺铈后的材料显示了更好的热稳定性能。采用溶胶凝胶法制备了LiNi0.8-xCo0.2YxO2(x=0.03,0.04,0.05)。分别用XRD、充放电实验、交流阻抗等测试方法研究了稀土元素钇的掺入对LiNi0.8Co0.2O2结构及电化学性能的影响。结果表明钇的掺入减少了材料中阳离子的混排,稳定了LiNi0.8Co0.2O2的层状结构,提高了首次充放电效率和循环性能,LiNi0.76Co0.2Y0.04O2的首次充放电效率达到88%,40次循环后的容量保持率为95%,适量Y的掺入抑制了循环过程中电荷转移阻抗的增加。对锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2进行了Al2O3包覆改性,分别用充放电实验、DSC研究了Al2O3包覆对LiNi0.8Co0.2O2电化学循环性能及热稳定性能的影响。用XRD、SEM及FTIR等测试方法对LiNi0.8Co0.2O2的Al2O3包覆改性机理做了初步探讨。发现Al2O3包覆避免了正极材料与电解液的直接接触从而遏制了正极材料与电解液之间的恶性反应的发生。