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层状富镍LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2三元正极材料具有低成本、高放电比容量和快速放电能力等优势,具有良好的应用前景。但随着镍含量升高,材料中Ni2+与Li+的混排度增加,从而导致材料的循环性能恶化。因此本文首先通过优化LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料的烧结工艺,降低离子混排度,并采用分步包覆方式,在不同温度下,对材料进行C和CeO2双包覆改性,结合二者的优势,提高LiNi0.5Co0.2Mn0.3 正极材料的性能。并通过 XRD、SEM、EDS、TEM、TGA、CV、EIS和粒度分析等手段进行表征测试,研究结果表明:球形前驱体LiNi0.5Co0.2Mn0.3(OH)2的最优烧结工艺条件:配锂量1:1.08、烧结温度850℃、烧结时间16h。在此条件下烧结的正极材料粒径分布均匀,平均粒径在9.7um附近,电化学性能优异,0.2C倍率、3.0-4.3V电压范围下材料首次放电比容量可达175mAh/g,50圈后容量保留率为84.5%。采用溶胶凝胶法将CeO2包覆在LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2材料表面,CeO2包覆对材料结构没有影响,CeO2包覆层是以纳米颗粒形式均匀分布在材料表面,当包覆量为1wt%时,锂离子嵌入/脱嵌的可逆性最优,材料的电化学性能达到最佳,在1C、2C倍率下循环50次容量保留率分别为81.3%、77%,远高于未包覆条件下的73.1%与64.9%。CV测试表明CeO2包覆量为1wt%时材料拥有最小的氧化还原峰电位差即拥有最小的极化,CeO2层在减缓电解液与活性物质相互作用方面起了重要的作用。1wt%CeO2包覆层可降低材料电荷转移电阻Rct,提高材料的电极表面稳定性和离子电导率,有助于Li+的脱嵌,从而提升电化学性能。将包覆1wt%CeO2的正极材料进行碳包覆处理得到双包覆改性的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料,碳包覆量为0.5wt%时材料的电化学性能达到最佳,材料倍率性能有了明显改善,3.0-4.3V电压范围内依次以不同倍率循环5次时,双包覆样品在10C倍率第五次放电比容量为105mAh/g,而CeO2单包覆及未包覆样品的样品分别为90mAh/g和67mAh/g,且5C、10C倍率下双包覆样品的首次放电比容量比单包覆样品分别增加了 10mAh/g、11mAh/g。CV与EIS曲线表明由于碳和二氧化铈包覆的协同作用,有利于锂离子扩散,并促使材料的电子电导率提升,降低了材料的极化程度与电荷转移阻抗,使双包覆材料对的循环性能和倍率性能都有着很好的提升。