富锂锰基正极材料 xLi₂MnO₃·（1-x）LiMO₂( M=Co、Fe 和 Ni_1/2Mn_1/2 等)具有高可逆容量(200-300mAh·g^-1),高工作电压（3.8V）,良好热稳定性,成本低,环境友好无污染等优点,受到人们的广泛关注。但是由于其首次充放电效率低,循环性能和倍率性能差等缺点,限制了其商业化的应用。为了解决这些不足之处,本文从合成工艺、表面包覆以及体相掺杂等多方面进行了研究改性,并取得了一定进展。本论文采用SEM、XRD、XPS、HRTEM、拉曼以及一系列电化学测试手段研究了物理形貌、晶体结构和电化学性能等方面的关系,以找到制备高性能富锂材料的合成工艺及改性方法。本论文用乙酸盐为原料,通过溶胶凝胶法合成富锂锰基材料。研究了煅烧温度、煅烧时间、络合剂选择以及组分对材料形貌和电化学性能的影响,找到了最佳合成工艺条件。实验结果表明,以柠檬酸为络合剂,x=0.5组分,450℃下预烧5h,900℃煅烧12h后制得的富锂材料Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂晶体形貌及电化学性能最佳。在1C( 200mAh·g^-1)的电流密度下,100次循环之后,可逆放电容量达 176.4 mAh·g^-1; 5C 时首次可达 60.1 mAh·g^-1。首先通过液相法在Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂表面成功包覆磷酸盐包覆层,通过分析对比FePO₄、Mg₃（PO₄）₂和AlPO₄包覆后材料的结构形貌及电化学性能,发现AlPO₄包覆后材料结构不会发生变化,并且当AlPO₄包覆量为5%时,电化学性能最佳,1C电流密度下循环100次后的可逆放电比容量为212.3mAh·g^-1,容量保持率高达91%。5C时仍有99.1 mAh·g^-1。说明AlPO₄包覆层阻碍了体相材料和电解液的接触,抑制了与电解液副反应的发生。其次,通过液相法将石墨烯与Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂复合,复合量为4%时,1C电流密度下循环50次后的可逆放电比容量为209.2 mAh·g^-1,容量保持率为85.8%。在0.1C、0.2C、1C、2C和5C倍率下放电比容量分别为 274.9 mAh·g^-1、260.3 mAh·g^-1、237.6 mAh·g^-1、225.3 mAh·g^-1、164.6 mAhg·g^-1和110.7mAh·g^-1,表明石墨烯的高电子导电性提高了材料的倍率性能。最后,通过体相掺杂A1来替代Co以减小材料中的阳离子混排,当掺杂量为0.05时,1C下首次放电比容量为230.0mAh·g^-1,循环100次后为204.3 mAh·g^-1,容量保持率为88.8%,5C是仍有90.9 mAh·g^-1。由于Al³⁺的引入能降低金属阳离子混排,提高材料结构的稳定性,从而提升了电化学稳定性。