随着微电子及相关技术的发展，现代社会对锂离子电池的能量、功率等方面的要求越来越高，层状富锂正极材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2以其高比容量、优秀循环性能及新的电化学充放电机制，成为锂离子电池正极材料的研究热点。但由于富锂正极材料在大电流工作条件下容量衰减较快，导致极化现象明显，制约了其广泛的商业化应用。提高材料的Li+迁移速率是降低极化作用的关键，这将大大提高电池可逆容量及倍率性能。　　 首先，本论文通过改变合成气氛的N2/O2比例，对富锂正极材料的微观结构进行调整，改善层状结构，提供通畅的Li+迁移通道，降低极化作用。XRD、SEM及电化学测试等分析结果表明：空气气氛下合成的富锂材料I(003)/I(104)比值最大，层状结构有序度最高，有利于锂离子的脱嵌，因而循环比容量最高，0.2C下容量能够保持220mAh/g；随着N2含量的增加，XRD出现杂相，且粒径增大，性能下降；纯氮气或氧气气氛会使得材料电化学性能降低。XPS结果表明，氧气下所得样品中镍部分以三价存在；热重分析结果表明氮气下合成的材料氧缺失最为严重。　　 其次，材料粒径形貌的控制是提高锂离子在材料内部及界面的扩散速度有效的方法之一。纳米化能最大程度地改善富锂材料的倍率性能，但比表面积高，副反应多，使其循环性及安全性受到挑战。微米级大粒子，能提高材料振实密度，改善材料的加工性能，但在合成大粒径富锂正极材料方面，国内外没有相关文献报道。　　 本论文首次提出梯度材料的合成思路，以减少大颗粒内部的富锂含量，缩短富锂部分活化过程中离子的扩散路径，改善材料的倍率性能。我们通过对球形前驱体进行共沉淀包覆及热处理，合成大颗粒球形梯度富锂正极材料xLi2MnO3-(1-x)Li[Ni0.4Co0.2Mn0.4]O2。EDS探测球形颗粒剖面元素分布，得出800℃合成的材料锰浓度呈梯度分布。电化学性能测试得出梯度富锂材料和普通均相材料比，循环性能及倍率性能均有较大改善，其中800℃样品0.2C下容量230mAh/g，50次循环后容量保持率为95％，1C及2C容量分别为170mAh/g及160mAh/g，倍率性能有了显著的提高。通过EIS等分析测试手段结合容量微分曲线可得出梯度性对富锂材料反应机理产生的一定的影响。　　 在梯度材料合成的基础之上，进一步提出核壳结构富锂材料的合成思路：以Li[Ni0.4Co0.2Mn0.4]O2为核，保障大颗粒内部Li+能完成快速迁移；将Li2MnO3设计为壳，缩短活化过程中离子的扩散路径。通过溶胶凝胶法的方法将Li2MnO3均匀包覆在球形材料Li[Ni0.4Co0.2Mn0.4]O2表面。颗粒剖面SEM证明核壳结构的存在；并对包覆前后材料性能进行了对比，结果表明所合成核壳结构的富锂材料具有较高的循环容量，倍率性能也有较大提高，其中1C和2C容量分别为160mAh/g及130mAh/g。