锂离子电池是目前综合性能最好并且受到大规模生产应用的二次储能体系,但在社会生产中,尤其是在新能源汽车逐渐占据更多市场之后,应用场景的变化对锂离子电池提出了更高的性能要求。在锂离子电池中,正极是决定各项性能的关键因素。三元正极材料拥有容量高、稳定性好、成本较低以及规模化生产难度低等优点。然而为了更高的可逆容量,目前应用的三元正极材料中Ni元素含量逐渐提升,带来了许多问题,包括阳离子混排程度上升,界面副反应活性提高,热稳定性下降,容易出现裂纹并扩展以及在空气反应生成残余锂化合物等。这些问题的共同作用,引发高镍三元正极材料的失效,使其在应用上受到了严重阻碍。本文基于以上问题,通过分子层级厚度的聚硅氧烷包覆提高高镍正极材料表面的稳定性,抑制残余锂化合物的出现和表面相变的发生,降低对贮存环境的要求,减少高镍正极应用中的困难;同时采用浓度梯度本体加浓度梯度掺杂的策略有效提升了高镍三元正极的循环稳定性和倍率性能。针对高镍正极材料存在的易与空气中H2O和CO2反应造成性能和安全性下降的问题,本文使用一种简单的湿法浸渍完成聚二甲基硅氧烷（PDMS）对高镍正极的包覆。对包覆使用溶液的溶剂、浓度等进行了考察,对比以极性溶剂丙酮和非极性溶剂正己烷配置的PDMS溶液处理的高镍正极,正己烷溶剂体系包覆效果薄而均匀,且包覆厚度易于控制,而丙酮溶液处理则因为极性的干扰而在表面形成了过厚的包覆层。以PDMS/正己烷溶液包覆处理的样品,其表面的包覆层厚度仅有1.53 nm,初步估计小于5层聚硅氧烷分子的厚度。设计极端潮湿条件贮存实验,将对空白样品和包覆样品在50℃/50 RH%条件下长时间贮存后进行理化性质表征和电化学性能测试。在包覆后样品上明显观测到到更少的残余锂化合物,并且表面保持了原有的层状结构,而空白样品表面则发生岩盐相转变。在贮存120 h后,包覆样的可逆容量为190.1 m Ah g-1,而空白样仅为167.9 m Ah g-1。为了进一步提高聚硅氧烷包覆对高镍正极表面的保护作用,对单晶NCM811用液相包覆方法进行聚甲基氢硅氧烷（PHMS）和端羟基聚二甲基硅氧烷（PDMS-OH）的交联自组装包覆。研究中,在PDMS-OH比例较高时,在高镍正极表面发生过度交联,给电化学性能带来负面影响。采用1.0 wt.%PHMS+0.2 wt.%PDMS-OH比例进行包覆,其电化学性能相比包覆前几乎没有减退。表面包覆层厚度仅有1.03 nm,根据Si-O长度（1.64（?））可知包覆层小于3层硅氧烷,而对水接触角超过110°。同样在50℃/50 RH%极端环境中贮存5和10 d,评估交联疏水包覆改性的效果。贮存10 d后空白样品的可逆比容量为132.4 m Ah g-1,首次库伦效率73.0%;而包覆样品的可逆比容量为185.5 m Ah g-1,首次库伦效率为80.8%。贮存10 d后包覆样品在5 C倍率下的可逆容量比未包覆高出30.0 m Ah g-1。表明硅氧烷交联包覆结合在钝化高镍表面拥有巨大的实用化潜力。从高镍三元正极的体相稳定性不足以及电化学性能不佳的问题出发,本文结合浓度梯度设计以及异元素掺杂方法,提出以共沉淀方法合成本体元素和Zr掺杂元素同时具有浓度梯度的三元正极合成策略。进行性质表征和电化学性能测试,结果显示,Zr元素掺杂显著降低三元正极材料的电化学阻抗和Li/Ni混排程度,增强了M-O的键合强度,其表面和体相稳定性都有所提升,同时浓度梯度掺杂样品表现出表现出非常好的循环稳定性和倍率性能。选用Zr元素掺杂显著降低了三元正极材料的电化学阻抗和Li/Ni混排程度,因此浓度梯度掺杂样品表现出非常好的循环稳定性和倍率性能。1.0 at%Zr（c（Zr）=1.0%c（Ni））梯度掺杂的样品300次循环的容量保持率为85.6%,比空白样品高14.9%。1.0 at%Zr梯度掺杂的样品10 C倍率下可逆容量为154.7 m Ah g-1,比空白样品高24.3 m Ah g-1。此外,在10 C倍率电流的长循环中,300圈后梯度掺杂样品的容量保持率达到71.9%,而空白样品的容量保持率仅有53.6%。可见浓度梯度掺杂有效提高了高镍正极的稳定性和电化学性能,能为以后设计新型的稳定的高镍正极材料的实验或生产提供新思路。