锂离子电池由于能量密度高、质量轻盈等优点,在电动汽车及便携式电子设备应用上起到了关键性作用。然而,锂离子电池的功率密度和能量密度仍然不能满足生产生活持续增长的需求,且目前电极材料的结构稳定性和热稳定性都比较低,容易发生一系列副反应导致安全隐患。为锂离子电池重要部件正负极选取合适的电极材料并对材料进行表面改性修饰或结构设计是提高电池稳定性、化学反应动力学的有效措施。Co基氧化物由于具有较高的理论比容量以及理想的倍率性能,被认为是很有潜力的下一代锂离子电池电极材料。本研究采用表面改性以及多金属元素混合设计,制备LiBO₂（LBO）表面修饰的LiNi0_0.80Co_0.15Al_0.05O₂（NCA）材料和ZnCo₂O₄八面体,并研究他们分别作为锂离子电池正负极材料时的电化学性能。具体研究内容分为以下两个部分:1.通过原位形成固体电解质LBO对NCA进行表面改性修饰,制备得到表面结构重排的NCA正极材料。首先通过LiOH和H₃BO₃的化学反应得到LBO,然后设计不同的涂层负载量进行梯度实验得到最佳负载量,最后通过二次烧结实现电极材料表面结构重排。研究结果表明,经过二次烧结的0.5%LBO负载的NCA正极材料电化学性能最佳。在0.1 C的电流倍率下,该电极材料的放电比容量可达到200.2 mAh g^-1;在2 C下,经200次循环后放电容量保持为136.4 mAhg^-1。该表面结构重排方法为设计高性能锂离子电池提供了新的研究角度。2.以Cu₂O八面体为模板,采用快速协调侵蚀和高温煅烧的方法,通过超薄二维纳米片组装合成中空ZnCo₂O₄八面体电极材料。首先合成Cu₂O模板,然后以CoCl₂·6H₂O和ZnCl₂作为钴源和锌源,在Na₂S₂O₃作用下合成（ZnCo_x）O（OH）前驱体,再通过高温煅烧最终得到ZnCo₂O₄八面体。将该中空八面体纳米材料作为锂离子电池负极材料,得到优越的电化学性能。在200 mA g^-1电流密度条件下,经200次循环后,可逆放电比容量为1025 mAh g。该方法简单快速且成本低,也可用于其他新型能源中空先进材料的制备。