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镍钴锰三元系锂离子电池正极材料以其安全性能突出、制造成本低、充放电比容量高、循环性能好等优势，被视为最有前途的锂离子电池正极材料之一。本文主要采用固相、液相法制备锂离子三元正极材料xLi[Li1/3Mn2/3]O2·(1-x)Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2，并对其进行阴、阳离子掺杂改性，利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电化学交流阻抗和电池充放电测试仪等手段，对材料的性能进行表征。 以LiOH·H2O为锂源，Ni(OH)2为镍源，Co3O4为钴源，MnO2为锰源，高温固相法合成了镍钴锰三元锂离子正极材料。研究了预烧和烧结过程中，温度、时间对目标材料结构、形貌和电化学性能的影响，确定了高温固相合成工艺条件:原料经500℃预烧5h得到前驱体，在经过830℃烧结9h得到最终产物。扫描电子显微镜、XRD检测结果表明:合成材料颗粒均匀，形貌规整，并且制备颗粒的晶体结构基本完整，结晶度高，具有α-NaFeO2型结构。采用扣式电池电化学测试方法，进行恒流充/放电、电化学阻抗等分析测试，得出首次放电比容量为171mAhg-1，在2.0～4.8V以0.1C的充放电下效率达93％，经过20个循环之后容量的保持率达95％。 采用同样的镍、钴、锰源合成材料和工艺条件，对三元正极复合材料进行了LiF掺杂。研究了氟掺杂量对掺杂正极材料xLi[Li1/3Mn2/3]O2·(1-x)Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O(2-z)Fz的物理和电化学性能的影响。XRD测试发现F-掺杂并未改变材料的晶型结构，当掺杂量z=0.05时复合材料电性能相对较佳，首次放电量达186.7mAhg-1，经过15次循环后放电容量仅为132.8mAhg-1，少量F-掺杂使得三元正极材料的初始容量有所提高，但同时其循环性能也有一定的下降。随掺F-量的增多，材料的容量损失率变化也存在很大差异，在z=0.12时能量损失最为明显，15次循环后，由首次放电量的155.3mAhg-1降为77.9mAhg-1，为改善三元正极材料电性能仍需另寻一条有效离子掺杂途径。 采用同样的镍、钴、锰、锂源合成材料和工艺条件，对三元正极复合材料进行了Al(NO3)3·9H2O掺杂。研究了铝掺杂量对掺杂正极复合材料xLi[Li1/3Mn2/3]O2·(1-x)Li[Ni1/3Mn1/3Co(1/3-y)Aly]O2的物理和电化学性能的影响。XRD检测发现掺杂后的样品仍属于α-NaFeO2层状晶型结构，没有明显的杂质峰，说明少量的Al掺杂不会改变原三元材料的晶型结构。当Al离子掺杂量为0.08时，xLi[Li1/3Mn2/3]O2·(1-x)Li[Ni1/3Mn1/3Co(1/3-y)Aly]O2具有较好的电化学性能，0.1C倍率下进行充放电测试，首次放电比容量为161.1mAh/g，经过20次循环后，容量的保持率达99％以上，充放电比容量几乎没有衰减。充放电性能提升不大，但是电池材料的循环性能和稳定性得到明显的加强。