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富锂锰基固溶体正极材料具有成本低、安全性能好、对环境友好等优点。被认为是新型锂离子电池正极材料的重要成员之一。但是,该材料也具有首次不可逆容量高、倍率性能差和寿命短等缺点。本文采用“直接干燥-煅烧法”制备具有α-NaFeO2层状结构的系列富锂锰基固溶体正极材料,并将优选的富锂锰基固溶体正极材料在聚乙烯醇或α-氨基丙酸铵及热处理的条件下进一步改善性能。通过X射线衍射分析、充放电性能测试、循环伏安法、交流阻抗谱、紫外固体漫反射和扫描电镜等现代方法对材料的结构及电化学性能进行分析。主要研究结果如下:1.以 Ni(CH3COO)2·4H2O、CoCO3、MnCO3、Li2CO3 和 NaHCO3 为原料,5-硝基-2-糠醛二乙酸酯为包覆剂,制备了理论组成Li1.71Ni0.151Mn0.613Co0.153Na0.0007O2正极材料。研究表明,920℃制备的样品具有最佳的电化学性能。在2.5～4.6V电压区间和1C倍率电流下,理论组成Li1.71Ni0.151Mn0.613Co0.153Na0.0007O2样品的第1和第40循环的放电容量分别为152.1mAh·g-1和192.7mAh·g-1。2.以 Ni(CH3COO)2·4H2O、CoCO3、MnCO3、Li2CO3 和 NaHCO3 为原料,5-硝基-2-糠醛二乙酸酯为包覆剂,优选制备了理论组成Li1.71Ni0.163Mn0.613Co0.163Na0.0007O2的样品。在2.5～4.6V电压区间和1C倍率电流下,该样品第1和第40循环的放电容量分别为189.6mAh·g-1和195.9mAh·g-1。在55℃下,该样品第1循环和第40循环的放电容量分别为228.0mAh·g-1和185.5mAh·g-1。在不同倍率电流下,该样品的首次循环的放电容量分别为222.3mAh·g-1(0.1C)、172.3mAh·g-1(2C)和45.9mAh·g-1(20C)。适当掺杂可降低材料的电荷传递阻抗。3.将优选制备的Li1.71Ni0.163Mn0.613Co0.163Na0.0007O2样品通过聚乙烯醇处理和加热处理制得改性富锂锰基固溶体材料。研究表明,320℃热处理的样品具有最佳的电化学性能。在2.5～4.6V电压区间和1C倍率电流下,样品在第1循环和第40循环的放电容量分别为219.0mAh·g-1和206.4mAh·g-1。在55℃下,该样品第1循环和第40循环的放电容量分别为248.1mAh·g-1和217.0mAh·g-1。在处理过程中,原固溶体材料的表面形成类尖晶石的物质,降低材料能隙。4.将优选制备的Li1.71Ni0.163Mn0.613Co0.163Na0.0007O2样品通过α-氨基丙酸铵处理和加热处理制得改性富锂锰基固溶体材料。研究表明,360℃加热处理的样品具有最佳的电化学性能。在2.5～4.6V电压区间和1C倍率电流下,该样品第1循环和第40循环的放电容量分别为186.3mAh.g-1和208.0mAh·g-1。在55℃下,该样品第1循环和第40循环的放电容量分别为235.6mAh·g-1和212.7mAh·g-1。在不同倍率电流下,该样品首次循环的放电容量分别是235.3mAh.g-1(0.1C)、190.9mAh·g-1(2C)、62.9mAh·g-1(20C)。后处理过程降低了电荷传递阻抗。