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富锂锰基材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2（其中M=Ni，Mn，Co，Fe，Al，Mg…中的二种或多种元素）具有比容量高，热稳定性好，价格低廉，环境友好等，相较于目前使用的锂离子电池正极材料具有明显优势。本文围绕xLi2MnO3·(1-x)LiMO2作为正极材料进行了深入研究，采多种合成，改性方法，以及XRD，SEM，TEM，CV，EIS等多种技术手段对材料的机构，形貌，电化学性能和相关机制进行了分析和讨论。主要结果如下: 1.采用不同合成方法制备富锂锰基材料并考察其对材料电化学性能的影响。分别采用控制结晶氢氧化物共沉淀法(HCP-LLO)、硬模板浸渍混合法(NR-LLO)，以及基于金属甲酸盐骨架材料的前驱体法(MOF-LLO)合成层状富锂锰基三元材料。三种材料之中，NR-LLO材料具有最大的首圈活化容量、可逆容量和最好的倍率性能，但不可逆容量较高。MOF-LLO材料循环性能很优异，80圈循环无衰减，且没有明显的电压下降，但比容量较低。 2.研究了烧结温度对材料的影响。采用HCP-LLO系列材料实验，结果表明随着烧结温度从700℃提高到1000℃，材料经历一个颗粒尺寸长大，比表面积下降的过程，材料700℃和800℃时结晶度差，在1000℃烧结时出现明显尖晶石杂相，900℃烧结的材料具有较适中的比表面积和颗粒尺寸，以及最好的层状有序结构，因而具有最佳的综合电化学性能。 3.构建表层区域均匀的尖晶石相异质可调控保护层。采用先过硫酸铵水热再热处理的方法，对富锂锰基三元材料进行表面改性，获得表面异质可调控保护层，可以有效的改善材料的首圈不可逆容量损失和倍率性能，并获得很好的循环容量保持率。根据不同表面改性程度将产品依次命名为APST-1.5，APST-3和APST-6等，其中APST-6材料首圈库伦效率达到94％以上，APST-3材料在0.1C，1C，5C和10C下容量分别为308.7mAh/g，252.3mAh/g，183.2mAh/g和169.5mAh/g，30C下容量仍有84.3mAh/g，APST-1.5材料在1C下循环200圈容量几乎无衰减。 4.提出比较系统的改善材料循环稳定性，特别是缓解电压下降问题的方法。首先通过少量Mg元素掺杂进入富锂锰基材料表面区域的Li层中，形成支撑结构，实验表明，加入少量Mg时主要进入材料表区域，且不改变材料晶型，其作用是保持了放电过程3.5V以下容量稳定，缓解了材料循环过程中向尖晶石相转变并不断失活的问题;其次研究了Co含量的影响，当Co的含量升高时，3.5V以上区间的容量保持率下降，Li1.2-zMgzNi0.2-xCo2xMn0.6-xO2中Co含量在x=0-0.01之间时，这一区间的容量保持率最高，100圈循环后达到80％以上。 5.合成了一种钴元素比例调整过后的纳米棒堆积的空心球状材料，并对其表面进行了少量Mg掺杂，最终结果表明这一材料不仅在改善倍率性能和容量保持上具有很好的效果，其电压下降的现象也得到缓解，1C下循环200圈，中值电压保持率达到96.6％以上，相比前述HCP-LLO材料的85.5％有了很大提高。