随着电子技术的发展以及能源、环境问题的日益突出，人们对锂离子电池的要求越来越高，具有高能量密度、高功率密度的锂离子电池正极材料成为人们研究的热点。层状富锂正极材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2由于具有较高电压和较高比容量，被认为是下一代最有发展前景的锂离子电池正极材料，但是其较差的倍率性能严重阻碍了富锂材料的商业化应用。文献调研发现，表面改性、体相掺杂和颗粒纳米化可以有效解决这一难题，本文则主要通过颗粒纳米化即缩短Li+扩散路径，以及适当的表面改性来提高富锂正极材料的倍率性能。　　首先，本文借助嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸(PS-b-PAA)，采用简单的溶胶-凝胶法合成纳米高分散的富锂正极材料Li[Ni0.2Li0.2Mn0.6]O2，通过缩短锂离子的扩散路径来改善富锂材料的倍率性能，对不同含量嵌段共聚物所合成富锂材料的形貌和电化学性能进行考察。结果表明，采用0.067 g/ml嵌段共聚物PS-b-PAA所合成的富锂正极材料Li[Ni0.2Li0.2Mn0.6]O2，显示了较小的粒径和较好的分散性，表现出了最好的倍率性能，在2.0-4.8 V、3 C(600 mA/g)条件下，其放电容量可以达到130 mAh/g以上，5 C下仍有90 mAh/g以上，与传统共沉淀和溶胶凝胶方法所合成的材料相比，其倍率性能得到明显的改善。　　其次，表面改性可以有效抑制电极表面和电解液间发生的界面反应，提高富锂正极材料的倍率性能。VOPO4由于具有较好的电化学活性，理论容量高达166mAh/g，放电平台较高，大约为4 V，并且具有较好的结构稳定性和热稳定性，所以将其作为包覆层不仅可以有效抑制电极和电解液反应生成的SEI膜，提高富锂材料的倍率性能，同时也可以提高富锂材料的首次库伦效率和热稳定性。本文通过溶胶凝胶和低温热解法合成VOPO4表面改性的富锂正极材料Li[Ni0.2Li0.2Mn0.6]O2。通过XRD、SEM、TEM等对不同含量VOPO4包覆富锂材料的结构、形貌和电化学性能进行研究，结果表明，在低于3 C时，4 wt.％包覆的样品显示了最好的倍率性能和循环稳定性，1 C和3 C充放电条件下，50次循环以后，其放电容量分别为204和148 mAh/g，容量保持率分别为98.6％和115.6％；而6 wt.％和8 wt.％包覆的样品，循环稳定性相对较差。EIS测试分析认为，包覆后的材料随着循环次数的增加，界面阻抗逐渐增大，从而导致较差的循环稳定性。但是当充放电至5 C时，6 wt.％包覆的样品展示了最好的倍率容量，大约为150 mAh/g。为了探索表面改性导致倍率性能提高的原因，本文还对比研究了VOPO4与Li[Ni0.2Li0.2Mn0.6]O2机械混合后混合材料的电化学性能，研究发现，VOPO4与Li[Ni0.2Li0.2Mn0.6]O2的混合材料倍率容量较差，甚至低于未经处理富锂正极材料Li[Ni0.2Li0.2Mn0.6]O2的倍率容量，电化学阻抗研究发现，表面包覆后明显减小了富锂材料的电荷传质阻抗，这可能是导致其倍率性能提高的主要原因。　　最后，本论文还进一步研究了VOPO4表面包覆后富锂材料Li[Ni0.2Li0.2Mn0.6]O2在高温(55℃)条件下电化学性能。测试结果显示，表面包覆不仅提高了富锂材料的倍率容量，其循环稳定性也得到了明显的改善。电化学阻抗测试结果发现，电荷传质阻抗明显减小，这可能是其循环稳定性的提高的主要原因。DSC测试结果显示，表面包覆改善了富锂材料的热稳定性，其热分解温度从包覆前的187℃提高到204℃。