随着工业化程度的提高以及科技在日新月异地发展，环境问题已经成为了人们越来越关注的热点和亟需解决的难题。根据十八届五中全会提出的“绿色”这一个发展理念，我们对环境的保护显然要更加义不容辞。因而，新能源的开发和利用显得尤为重要。锂离子二次电池作为一种电化学储能系统，因其具有非常突出的优势，已经成为新能源开发与利用中不可或缺的重要技术。如今，锂离子电池已广泛应用于各种便携式电子设备和动力设备中。但是，由于目前商业化的锂离子电池正极材料的理论比容量较低，造成了锂离子电池的成本太高，不能满足当今锂离子电池发展的需求。所以研究出高容量、高循环稳定性、低成本的锂离子电池正极材料已经迫在眉睫。　　富锂层状氧化物xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M=Mn、Ni、Co等)由于具有较高的理论比容量(＞350mAh g-1)、高工作电压和环境友好等优点，得到了广泛关注和研究。但是，富锂材料存在着低首次库仑效率、较差的倍率性能，还有不甚理想的循环稳定性以及电压平台衰减等缺点，阻碍着富锂正极材料的实际应用。本论文主要工作是通过改善研究方法，设计出不同结构的富锂材料进行电化学性能研究，并通过石墨烯基碳纳米管作为制备模板和表面改性材料来改善富锂材料的电化学性能。具体内容如下:　　(1)水热法制备富锂Li1.2Mn0.534Ni0.133Co0.133O2正极材料:通过水热法制备了珊瑚状结构富锂Li1.2Mn0.534Ni0.133Co0.133O2正极材料，对该材料的形貌结构进行了表征，并通过多种电化学性能测试表明了该材料具有较好的电化学性能。0.1C倍率下该材料的首次放电比容量为250.2 mAh g-1，循环100周后，放电比容量为210.2 mAh g-1，且在10C倍率测试下，其放电比容量仍有100 mAh g-1左右，体现了良好的循环稳定性能和倍率性能。文中还计算了电极的锂离子扩散系数，其结果也充分说明了珊瑚状结构有利于改善电极材料的电化学性能。　　(2)共沉淀法制备富锂Li1.2Mn0.534Ni0.133Co0.133O2正极材料:通过共沉淀法制备了不同球形结构的富锂电极材料，并在优化的pH值和搅拌速度等实验条件下引入石墨烯基碳纳米管导电液作为制备模板合成得到了多孔球形结构富锂正极材料。对两种球形结构的富锂材料做了结构表征和电化学性能测试，并且分别计算了两个样品电极的锂离子扩散系数。结果表明，多孔球形结构富锂Li1.2Mn0.534Ni0.133Co0.133O2正极材料具有更突出的倍率性能和首次库仑效率。说明多孔球形结构有利于材料的电化学性能发挥。　　(3)石墨烯基碳纳米管改性富锂Li1.2Mn0.534Ni0.133Co0.133O2正极材料研究:通过简单的超声分散法合成了石墨烯基碳纳米管表面复合改性的富锂Li1.2Mn0.534Ni0.133Co0.133O2正极材料，研究了改性后的富锂材料的形貌结构及电化学性能，并且理论计算了改性后电极材料的锂离子扩散系数。结果显示，0.1C倍率测试下首次比容量为285.8 mAh g-1，首次库仑效率为83.3％。充放电循环180周后，该材料依然发挥出217.9 mAh g-1的放电比容量，表现出良好的循环稳定性能。数据表明，附着在材料表面的石墨烯基碳纳米管可以提供较好的导电网络，使得锂离子和电子在材料之间能快速传输和转移，从而使得改性后的富锂材料比容量和快速充放电性能有所提高。