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能源短缺和环境污染问题日趋严重，新型能源的开发与利用势在必行。与传统的可充电电池相比，锂离子电池具有储存容量高、安全性能好以及无记忆效应等优点，被广泛应用于电动汽车及电网储能领域，然而，在规模化应用之前还存在一系列问题亟需解决。本论文在深入调研高容量锂离子电池电极材料的基础上，选定富锂锰基正极材料(理论容量>250mAh/g)和高镍三元正极材料(理论容量200mAh/g)作为研究对象，分别开展了基于碳酸盐共沉淀法制备富锂锰基Li1.167Ni0.167Co0.167Mn0.5O2正极材料及包覆改性、基于氢氧化物共沉淀法制备LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料及包覆改性的研究，探索了不同包覆量对正极材料形貌及结构的影响，并研究了各自的循环性能，主要内容如下：
1、通过碳酸盐共沉淀法合成富锂Li1.167Ni0.167Co0.167Mn0.5O2正极材料，并以Al(NO3)3·6H2O、K2HPO4、六亚甲基四胺为反应试剂，以柠檬酸-柠檬酸钠作为缓冲溶液，通过调节溶液pH值控制AlPO4的成核与生长速率，从而在富锂材料Li1.167Ni0.167Co0.167Mn0.5O2颗粒表面均匀包覆AlPO4进行改性。探究了不同AlPO4包覆量对Li1.167Ni0.167Co0.167Mn0.5O2正极材料物相结构及循环性能的影响。相比较而言，1.0wt.%AlPO4包覆对材料性能的改善最为有效，展现出高的放电比容量性能(0.1C首次放电容量可达到265.9mAh/g)和优异的循环容量保持率(0.5C循环150次容量保持率为88.0%)，其Li+扩散速率可达9.03×10-15cm2/s，电化学阻抗值从152.92Ω降低至62.27Ω。优异的电化学性能归因于AlPO4包覆层阻止了电解液与电极材料的直接接触而抑制了副反应的发生，加快了材料中锂离子扩散速率，并降低电化学阻抗。这种基于调节溶液pH值以实现AlPO4均匀包覆的方法为锂离子电池正极材料改性提供了一种新的思路。
2、通过氢氧化物共沉淀法合成Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2前驱体，以Ce(NO3)3·6H2O、六亚甲基四胺为原料包覆前驱体后，通过固相烧结，制备得到CeO2包覆LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2高镍正极材料，利用XRD、FESEM、XPS等测试技术对材料的物相结构及化学成分等进行了分析表征，并对其进行了电化学性能测试。相比较而言，2.0wt.%CeO2包覆对材料性能的改善最为有效，明显降低了材料的电化学阻抗，材料容量及容量保持率都有明显提高。0.2C下首次放电比容量由未包覆的186.1mAh/g增加到195.8mAh/g，0.5C倍率下循环150次后容量保持率为85.0%。
1、通过碳酸盐共沉淀法合成富锂Li1.167Ni0.167Co0.167Mn0.5O2正极材料，并以Al(NO3)3·6H2O、K2HPO4、六亚甲基四胺为反应试剂，以柠檬酸-柠檬酸钠作为缓冲溶液，通过调节溶液pH值控制AlPO4的成核与生长速率，从而在富锂材料Li1.167Ni0.167Co0.167Mn0.5O2颗粒表面均匀包覆AlPO4进行改性。探究了不同AlPO4包覆量对Li1.167Ni0.167Co0.167Mn0.5O2正极材料物相结构及循环性能的影响。相比较而言，1.0wt.%AlPO4包覆对材料性能的改善最为有效，展现出高的放电比容量性能(0.1C首次放电容量可达到265.9mAh/g)和优异的循环容量保持率(0.5C循环150次容量保持率为88.0%)，其Li+扩散速率可达9.03×10-15cm2/s，电化学阻抗值从152.92Ω降低至62.27Ω。优异的电化学性能归因于AlPO4包覆层阻止了电解液与电极材料的直接接触而抑制了副反应的发生，加快了材料中锂离子扩散速率，并降低电化学阻抗。这种基于调节溶液pH值以实现AlPO4均匀包覆的方法为锂离子电池正极材料改性提供了一种新的思路。
2、通过氢氧化物共沉淀法合成Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2前驱体，以Ce(NO3)3·6H2O、六亚甲基四胺为原料包覆前驱体后，通过固相烧结，制备得到CeO2包覆LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2高镍正极材料，利用XRD、FESEM、XPS等测试技术对材料的物相结构及化学成分等进行了分析表征，并对其进行了电化学性能测试。相比较而言，2.0wt.%CeO2包覆对材料性能的改善最为有效，明显降低了材料的电化学阻抗，材料容量及容量保持率都有明显提高。0.2C下首次放电比容量由未包覆的186.1mAh/g增加到195.8mAh/g，0.5C倍率下循环150次后容量保持率为85.0%。