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随着各种电子设备不断的更新换代和电动汽车的发展,对高能量密度和高功率密度锂离子电池的需求越来越高。众所周知,锂离子电池的能量密度在很大程度上取决于正极材料。多元层状材料Lix（Ni,Mn,Co）O2（1≤x≤1.2）因容量高,毒性小和价格低等优点有望成为传统LiCoO2正极最有潜力的替代物。然而,Lix（Ni,Mn,Co）O2在循环过程中却表现出严重的容量损失和电压衰减,倍率性能不理想,阻碍了它们商业化的应用。已有的研究表明,容量损失和电压衰减以及差的倍率性能的原因有以下几点:（1）电极材料表面与电解液之间的副反应;（2）电极材料的结构在循环过程中发生的不可逆相变;（3）颗粒的开裂。分析以上原因发现这些现象的发生与正极材料的表面结构息息相关。一方面,表面上残留的锂物种易与电解液发生反应,生成较厚的固体电解质膜（SEI）阻碍离子的传输,而且电解液不断侵蚀材料的表面会使颗粒开裂现象逐渐恶化。另一方面,不可逆相变的发生一般先从表面开始并逐渐向体相扩展。综上所述,材料具有稳定的表面结构对于性能的维持是十分重要的。基于此,本论文采用表面包覆以及优化本征材料的表面特性两个手段来稳定多元层状正极材料Lix（Ni,Mn,Co）O2（1≤x≤1.2）的表面结构,并对其电化学性能进行了研究。所获得的主要研究成果如下:1.通过化学氧化聚合法在层状材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的表面包覆电子导体聚吡咯（PPy）并实验性的探究了不同厚度的聚吡咯对于材料电化学性能的影响。电化学阻抗谱和结构的分析表明:包覆层厚度约为3 nm时,电极材料具有最小的阻抗和最稳定的结构,因此表现出最佳的性能;相比之下,太薄的包覆层（如1 nm厚度）无法维持样品在长时间循环中所需的稳定结构。而过厚的包覆层（大约5 nm）使得浆料与集流体之间的粘着力下降,会引起电极片的脱落和阻抗的急剧增加。因此太薄和太厚的包覆都会导致样品表现出较差的电化学性能。2.首次将多孔的金属有机骨架化合物zeolitic imidazolate framework-8（ZIF-8）包覆在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(NCM333)的表面,提升其电化学性能。通过对循环电极的结构、形貌和电化学阻抗谱的详细分析,揭示了ZIF-8独有的性质,如永久的多孔性,杰出的热稳定性和化学稳定性以及高的离子电导率可减小电化学循环中界面处的传输阻力,抑制结构的不可逆相变和颗粒的开裂以及提高NCM333的结构稳定性,使得NCM333@ZIF-8表现出优异的循环稳定性和倍率性能。在4.6 V高的截止电压下,以800 mA g-1的电流密度循环300圈后,其容量保持率高达81.4%,而未包覆样品的容量保持率仅为41.2%。NCM333@ZIF-8样品在1200 mA g-1电流密度下仍可以释放出122 mA h g-1的放电容量。而且在高温55oC下,NCM333@ZIF-8电极的性能也得到了提升。3.利用金属有机骨架化合物ZIF-8为中间体,通过简单的湿化学法成功地在LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2（NCM523）的表面实现了ZnO的均匀包覆。SEM-EDS表征结果显示,Mn、Co、Ni和Zn元素在NCM523@ZnO-ZIF-8的表面分布是均匀的。与采用文献报道的方法制备的复合材料NCM523@ZnO-Zn（OH）2相比,NCM523@ZnO-ZIF-8表现出更好的循环稳定性和倍率性能。在1C倍率下,NCM523@ZnO-ZIF-8释放出187 mA h g-1的容量,在10 C（1600 mA/g）倍率下具有150 mA h g-1的容量,在2 C倍率下循环200圈后的容量仍可以保持在159mA h g-1,容量保持率为82%。也就是说,ZnO的均匀包覆也使得样品NCM523@ZnO-ZIF-8的阻抗更小,结构稳定性更高。4.首次在溶剂热过程中引入简单的热处理（HA）辅助熔盐（MS）策略来优化富锂锰基氧化物Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2（LMRO）的表面特性,获得了表面结构稳定的富锂层状正极材料HA-MS-LMRO。通过对样品的结构,价态和电化学阻抗谱的分析发现,引入的热处理辅助熔盐策略对提升HA-MS-LMRO的电化学性能有着至关重要的作用,这是因为HA过程赋予了过渡金属离子稳定的价态,有利于保持结构的稳定和提升循环性能;MS过程中,盐的流动性带动了锂盐进入到组装的微米球前驱体内部,减少了锂盐在表面的残留,抑制了无定形含锂化合物在表面的形成,因此提高了锂离子的传输动力学,增加了放电容量。与未经过HA和MS过程制备的样品LMRO相比,HA-MS-LMRO的初始放电容量在每个电流密度下都增加了40 mA h g-1左右。更重要的是,在200 mA g-1的电流密度下循环100圈后,HA-MS-LMRO的容量保持率为75%,远远高于LMRO的23%。