富锂锰基氧化物xLi₂MnO₃·（1-x）LiMO₂（M=Co,Ni和Mn等）因比容量高(>250 mAh·g^-1)、价格低廉、和环境友好等特点,成为提高锂离子电池高能量密度的关键。然而,该材料具有在诸多问题:首次充放电效率低;充放电过程中的相变化造成材料的晶格扭曲;高电位下电解液分解;以及电子导电率低等。这导致材料较差的倍率性能与循环稳定性,也制约了材料的产业化应用。本论文研究从形貌、晶格和界面等方面对富锂锰基氧化物进行修饰,研究其对材料电化学性能的影响:一、采用阳离子Na⁺掺杂替代Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂中的部分Li⁺,形成Li_1.2-xNa_x Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂（x=0,0.05,0.10和0.20）。研究发现Na⁺的掺入可以预活化Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂,材料晶体结构中出现尖晶石相,且随着Na⁺掺杂量从x=0增加到x=0.20,尖晶石相也越来越明显,材料首的次库伦效率也从76%提高到了94%。同时,随着Na⁺掺杂量的从x=0.05到x=0.20,Li⁺嵌脱通道的层间距渐渐变大,Li⁺在层间的扩散系数得到提高,因而材料的倍率性能得以改善,在500 mA·g^-1时,未掺杂Na⁺材料的放电比容量是54 mAh·g^-1,而Li_1.1Na_0.1 Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂（x=0.1）的放电比容量达到128 mAh·g^-1。此外,掺杂Na还能阻止充放电过程中过渡金属离子迁入锂位,抑制晶体结构畸变,从而改善循环稳定性。二、基于软硬酸碱理论,采用软硬碱度不同的F-、Cl-、Br-和I-对富锂锰基氧化物进行协同掺杂,替代晶格中的部分O₂-,分别制得FCl、FBr和FI协同掺杂的Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂材料。阴离子掺杂材料的首次库伦效率都有不同程度的提高,首次库伦效率从Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂的73.4%提高到了FCl协同掺杂Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂的81.5%,这应归于掺杂阴离子替代了部分O₂-导致电化学活化过程中氧的析出减少。由于F-具有比O₂-对过渡金属离子更强的相互作用,一定程度上抑制了材料在充放电过程中的相转变,改善了富锂锰基材料的电压降问题,同时还使得过渡金属离子向锂位迁移可能性变小,循环性能变好。三、从控制Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂与电解液直接接触界面的角度,采用钒氧化物对Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂材料表面进行修饰。研究发现钒氧化物可以预活化富锂锰基氧化物,与材料中Li⁺发生作用形成Li)3VO)4。Li)3VO)4的形成不仅可以减少首次充电过程中的不可逆脱锂量,而且Li₃VO₄还能在放电过程中产生额外的放电容量,致使钒氧化物包覆的材料具有103.1%的首次充放电效率。此外,包覆层降低了富锂锰基氧化物与电解液的副反应,从而可以减轻电解液对材料的腐蚀,使材料的循环稳定性得到提高。四、采用棉花纤维作为牺牲性反应载体,制得了由纳米粒子构筑成的Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂多孔纤维。材料在25 mA·g^-1（0.1 C）时的放电比容量是250.3 mAh·g^-1,在1250 mA·g^-1（5 C）下的循环100圈后的比容量为110.3 mAh·g^-1。材料好的充放电性能归于纤维中的孔道使材料拥有大的表面去充分浸润电解液,以及构筑粒子的纳米粒径赋予Li⁺短的迁移路径。