富锂正极材料拥有比容量高、价格低、元素来源广泛等优点,被誉为下一代电池正极材料。但是超过4.5 V的充电截至电压加剧了富锂材料中结构氧原子的迁移和脱出,引发的胀气和材料结构崩塌导致电池难以长循环,阻碍了电池的正常使用。较低的充电截至电压虽然能够解决胀气问题并改善循环性能,但需要较长的化成时间。通过开发合适的工艺抑制全电池的胀气、缩短化成时间和改善循环性能,对于获得商业化的长寿命富锂锰基正极材料全电池至关重要。因此,本文研究了抑制胀气的工艺条件、化成方案及其机理、容量衰减机理及其改善方案。本文的主要研究内容和结果如下:通过调控与胀气相关的工艺条件,包括电池循环电压区间、表面游离锂含量和烧结气氛等,研究胀气中气体的来源、演化、成分及其处理方法。结果表明,4.5 V是胀气与否的节点,当电压上限大于4.5 V时,电池在循环过程中因结构氧与电解液的反应生成CO2等气体而产生胀气。其中,当电压为4.6 V时,部分CO2由材料表面碳酸锂分解形成。此外,通过增加烧结气氛的氧含量,提高了材料中Ni3+的比例,减少了材料在2.0-4.7V电压区间下的循环过程的胀气。因此,通过将循环电压限制为2.0-4.5 V、在空气气氛下烧结、水洗去除碳酸锂等方式,制备了循环过程无胀气的富锂锰|石墨软包全电池,循环900圈后,能量保持率为80%。胀气主要在化成阶段产生,通过改进化成工艺也可以有效抑制胀气,提高电池长循环性能。在2.0-4.7 V的高电压区间可以一次完成化成,但当电压超过4.58 V后,结构氧大幅脱出,使结构崩塌,导致电池循环性能差。在2.0-4.5 V低电压区间时,单次循环激活的Li2Mn O3相较少,需要7次才能充分激活材料的容量,完成化成。4.58 V是结构氧运动和脱出的平台,首次充电至该平台导致晶胞体积剧烈收缩,过渡金属离子大量迁移,气体大量脱出。因此,控制首次充电电压为4.5-4.58 V可在不过度破坏材料结构的前提下有效激活富锂材料的容量。此外,首次充放电过程在材料表面形成尖晶石结构可抑制结构氧的运动,保护了次圈充电过程中材料电化学性能的稳定。最终,通过首圈充电至240 m Ah·g-1（4.51 V）,次圈充电至240 m Ah·g-1（4.75 V）的策略,完全激活了材料的容量,且保持了良好的循环性能,使电池的库伦效率提高至100%,500圈循环后,容量保持率为98.9%。不同倍率下电池的循环曲线与放电直流内阻曲线有着高度相似,添加碳酸锂会大幅降低电池容量。因此,电池容量衰减可能由循环过程中碳酸锂的持续生成导致。通过羧基CNT与材料表面氧的结合,进而抑制结构氧活性,有利于减少阻抗物质生成,改善电池循环性能。使用羧基CNT与富锂正极材料进行交联,电池循环性能得到了大幅提高。交联后,循环400圈电池直流内阻的增加值从0.15Ω降低到0.07Ω,容量的衰减从15m Ah·g-1降低至6 m Ah·g-1,衰减速率减小了近一半,循环性能大幅提高。该实验验证了富锂材料容量的衰减机理,为提高电池的循环性能提供了新途径。