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富锂锰基正极材料由于具有低成本、高容量和高能量密度等优势而受到诸多研究者的关注，并且有望成为下一代锂离子电池的正极材料。然而不利的倍率性能严重阻碍该类材料的商业化进程。锂离子电池电极材料的倍率性能依赖于锂离子和电子扩散的动力学过程，涉及到电极材料体相以及电极/电解液界面的性质。因此对电极材料的结构以及表面性质的研究，对解决富锂锰基正极材料的倍率性能至关重要。本征富锂锰基层状材料的结构及表面特性来源于其合成过程，包含前驱体的制备和高温烧结条件等的诸多因素。选取合锂的前驱体合成路线不但能够得到目标组分和均一的元素分布，同时控制颗粒的形貌和粒径等等，从而影响最终氧化物的结构及表面性质;高温烧结对于表面也会产生重要的影响，一方面高温长时间的烧结会使锂过渡挥发，会造成材料中锂的不足，另一方面过渡添加锂的金属盐进行补偿会产生锂源的残留问题。在先前文献的工作中，倍率性能差的本征材料可以采用表面处理方式来改善性能，而更简便和有效的处理过程仍值得探究。本文选取Li(Li0.167Mn0.5Co0.167Ni0.167)O2，Li1.2Mn0.6Ni0.2O2，Li(Li0.2Mn0.54Co0.13Ni0.13)O2和Li1.148Mn0.628Ni0.224O2材料为研究对象，希望在合成方法设计、表面处理方式选择的基础上，通过分析和优化电极材料的组分、颗粒粒径以及对形貌、表面结构和性质研究，获得提高材料的倍率性能的方法。主要结果如下: (1)利用水热辅助合成方法制备了Li(Li0.167Mn0.5Co0.167Ni0.167)O2微米球。该方法的主要步骤分两步，首先利用水热法得到含有聚乙二醇的Ni-Mn-Co前驱体后，之后将前驱体与相应量的锂源混合，通过高温烧结成相。电化学性能测试显示，该微米球形富锂材料表现出高放电比容量和良好的倍率性能:在20，600和2000mA/g电流密度下的首次放电比容容量分别为292，189和142mAh/g。相比之下，利用碳酸盐共沉淀法合成的富锂材料样品在电化学性能测试中则表现不理想。微米组装球形富锂材料表现出更优的放电比容量和倍率性能的原因可能与由尺寸为250nm左右的均匀一次颗粒组装成的微米球具有更可逆的氧化还原过程以及更有利的电极动力学过程。 (2)通过加有聚乙烯吡咯烷酮(PVP)有机分子的共沉淀合成策略得到了片状的Li1.2Mn0.6Ni0.2O2材料，同时还在不添加有机分子的条件下获得了具有不规则多面体样品。经过XRD和TEM的比对与分析，两个样品的结构是相近的。但是，片状的Li1.2Mn0.6Ni0.2O2表现出高库伦效率和更优的倍率性能，在2.0～4.8V的电压窗口进行测试时，在20，100，200和600mA/g下，片状的Li1.2Mn0.6Ni0.2O2样品的首次放电比容量分别为314，252，251和230mAh/g，而且在20mA/g电流密度的首次库伦效率为82.6％;2.0～4.6V的电压窗口进行测试时，该样品分别在100，400，1000，2000和4000mA/g下首次放电比容量分别为241，203，196，170和145mAh/g。片状富锂材料具有更优倍率性能是得益于颗粒尺寸更小和片状的形貌能够有效缩短锂离子扩散路径，加速锂离子的传导。 (3)利用共沉淀法制备前驱体，结合高温烧结制备了相结构以及元素分布均一的Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2正极材料，再通过调节原料锂量和后处理得到具有不同表面特征系列样品。研究发现，经过后处理和5％过量Li的样品具有最佳的放电比容量和倍率性能。在100，1000和4000mA/g的电流密度下，首次放电比容量分别为254，200和142mAh/g。也就是说在4000mA/g的放电比容量可以达到100mA/g下放电比容量的55％。进一步通过TEM和XPS的测试发现，后处理消除了表面Li2CO3的无定形层，而电化学阻抗谱的表征说明了无定形层的存在会阻碍电荷传输，而产生不利的界面阻抗。 (4)设计了一种利用葡萄糖在水热过程炭化的后处理方法来改性Li1.148-Mn0.628Ni0.224O2材料。X射线吸收光谱和XPS分析发现，相对于本征样品，后处理样品的Mn价态发生变化，同时材料中Ni和Mn的第二壳层峰强明显降低，预示着表面发生相变。而后续的TEM分析进一步证实材料表面产生了类尖晶石相局域结构。电化学性能测试显示，后处理样品表现出最佳的倍率性能和放电比容量，在100，200，400和600mA/g电流密度下放电比容量分别为237，211，197和194mAh/g，并具有优异的循环稳定性。EIS测试显示，电化学性能提升的原因与材料表面处理后类尖晶石相出现有关。因为类尖晶石相出现不但可以减少界面电阻，同时增加了材料的稳定性。这一方法和葡萄糖用量推广到Li(Li0.2Mn0.54Co0.13Ni0.13)O2材料上也对放电比容量和倍率性能有所提升，并提高循环稳定性。