锂离子电池是20世纪90年代发展起来的新型二次电池。正极材料在锂离子电池充放电过程中提供正负极嵌锂化合物往复嵌/脱所需要的锂,是锂离子电池的重要组成部分。此外,由于正极材料的性能在很大程度上影响着电池的性能,并直接决定着电池成本的高低,因此研究和开发高性能低成本的正极材料已经成为锂离子电池发展的关键所在。富锂层状氧化物正极材料与传统的锂离子电池正极材料相比,具有比容量高、环境友好、价格低廉等优势。本研究采用简单的方法合成具有良好性能的富锂层状氧化物锂电池正极材料Li[Li0.20Ni0.133Co0.133Mn0.534]O2,考察了共沉淀法合成和固相法合成对材料形貌、电化学性能的影响,同时采用Al2O3对材料进行表面包覆来提高其循环性能和稳定性；考察了固相法合成中采用不同的金属盐为原料对材料结构、比容量和循环性能的影响；还研究了掺杂稀土元素钇(Y)替代材料Li[Li0.20Ni0.133Co0.133Mn0.534]O2中的钴(Co)从而降低材料的成本和减少对环境的影响,同时分别考察了不同的掺杂钇方法和不同的掺杂钇含量对最终产物的比容量、循环稳定性、倍率特性等电化学性能的影响；最后还对共沉淀法产生的废水组分进行分析,并通过改变反应物的比例降低废水中重金属离子含量,排除了由于重金属存在会造成环境污染的可能性。研究结果表明,共沉淀法合成的正极材料Li[Li0.20Ni0.133Co0.133Mn0.534]O2为粒径约10μm的类球形颗粒,具有典型的层状氧化物结构,首次放电比容量为256.3mAh/g,经Al2O3包覆,80次循环后放电比容量为245.0mAh/g,容量衰减率仅4.4%,说明材料具有高的比容量和循环寿命,Al2O3表面包覆对提高循环性能效果显著。而固相法合成的材料在形貌和电化学性能方面略逊于共沉淀法合成的,且受不同的金属盐原材料影响较大,采用乙酸盐作为反应物得到的材料电化学性能更好。但固相法对设备要求简单,操作步骤简易,且不会产生废液,更适合在工业化和大规模生产上的应用。掺杂稀土元素钇替代材料中的钻对材料的比容量有很大程度的提高(大于310mAh/g),而且采用共沉淀过程掺杂钇的效果要好于其他的掺杂钇方法,这是由于钇在与镍、钴、锰形成前驱体的过程中就参与反应,能更好地进入材料与其他元素形成晶格。但是随着钇的掺杂量的增加,对材料的正效应不会一直增加,掺杂量为2%和5%时材料比容量的提升最为明显,一旦掺杂量大于10%时,会对材料的容量产生负影响。另一方面,掺杂量在2%-10%时,材料的容量保持率也较好。因此,掺杂钇的正极材料可以作为一种高比容量的材料合成,且在大电流下的倍率性能较好,能应用于一些特殊领域。与目前文献报道的同类材料相比,本论文中介绍的合成方法更加简单,不需加入氨水等形貌控制剂,也不需要监测pH值和进行pH调整,且制备出的材料具有良好的结构和电化学性能,此外,本研究还通过改进实验方法,减少废水中重金属离子含量,排除了由于重金属存在会对环境造成污染的可能性,而且减少金属盐原材料的损失。从工业化生产的角度,在不对环境产生影响的同时,减少了原材料的浪费和后续水处理的费用,降低了生产成本,为这一系列正极材料在工业化上的大规模生产提供参考。