层状三元材料（LiNixCoyMnzO2,x+y+z=1）因具有高能量密度、低成本和环境友好等优势,被认为是最具前景的锂离子电池正极材料。然而,三元材料却存在着倍率性能差、容量衰减过快等缺点,阻碍了其进一步发展和应用。基于此,本文从三元材料的制备过程、结构调控和界面改性等方面,展开了一系列的研究工作,以期获得容量、倍率和循环稳定性能优异的三元材料,具体内容如下:首先,采用间歇型高剪切混合器（Batch-HSM）辅助的共沉淀法制备三元正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2（以下简称NCM111）,利用Batch-HSM强化微观混合特性的优势调控结晶过程,实现对NCM111材料性质的精确控制。通过实验和计算流体力学模拟（CFD）研究了Batch-HSM的剪切头和转子转速对NCM111材料的形貌、粒径及电化学性能的影响规律。结果表明,Batch-HSM可通过增大NCM111材料沉淀结晶过程的微观混合强度及分布,改变晶体成核和生长的环境,从而实现过程参数和NCM111材料性质的有效调控。与传统搅拌相比,Batch-HSM辅助的共沉淀法制备的NCM111材料具有小的粒度,均匀的分布和优异的电化学性能,该材料在20 C倍率下放电比容量为101.5 m Ah g-1,且在循环100次后容量保持率仍为89.1%。其次,采用管线型高剪切混合器（In-line-HSM）辅助的共沉淀法制备NCM111材料,以期进一步强化沉淀结晶过程中的微观混合,从而提升NCM111材料的电化学性能。通过实验和CFD模拟研究了In-line-HSM的转子转速对NCM111材料的形貌、粒径及电化学性能的影响。结果表明,与Batch-HSM相比,In-line-HSM能够通过减小停留时间,进一步增强沉淀结晶过程的微观混合强度及分布,从而制备得到了粒度更小,分布更为均匀,电化学性能更为优异的NCM111材料。该材料在20 C倍率下放电比容量为123.5 m Ah g-1,且500次循环后容量保持率达81.92%。最后,采用石墨烯/聚酰亚胺复合材料对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（NCM811）进行包覆改性,以期利用聚酰亚胺抑制NCM811同电解质之间的复分解反应,提高其倍率性能和循环稳定性。通过实验研究了包覆层的厚度、石墨烯含量、聚酰亚胺含量对NCM811材料的微观组织形态和电化学性能的影响。结果表明,聚酰亚胺和石墨烯的添加对NCM811的晶体结构、形貌和微观组织结构未产生明显影响。而聚酰亚胺对NCM811与电解质之间的复分解反应起到了明显的抑制作用,石墨烯则可有效提高改性后NCM811的导电性。在包覆层厚度为5 nm,石墨烯和聚酰亚胺含量分别为0.39 wt%和0.11 wt%时,改性后的NCM811材料表现出了优异的循环稳定性,300次循环后容量保持率达71.4%。