锂离子电池作为新能源材料与镍氢电池相比具有绿色环保、比能量大、无记忆性、体积小、质量轻等优点。近年来能源汽车以及电子产品的发展就要求新能源电池不断的进步,而对于具有高能量密度的锂离子电池而言则具有更高的研究价值。然而,这些高能量密度的锂离子电池的寿命问题决定着自身是否可以广泛的应用于生活的各个方面。本论文主要研究的主题是使用压电材料对具有高能量密度的富锂正极材料Li_1.2Mn_0.56Ni_0.17Co_0.07O₂进行表面改性研究。因为富锂层状正极材料具有较宽的工作电压,较高的理论比容量以及较高的能量密度而逐渐的成为科研工作者的研究对象。与此同时,富锂层状材料的缺点也成为影响其应用范围的重要原因,其主要包括容量衰退严重,结构相变导致的电压衰退以及较差的倍率性能。对富锂层状正极材料来说,较低的首周库伦效率是这个材料的主要缺点之一,这是因为是在首周充电高于4.5 V时,部分锂离子以氧化锂的形式从超晶格结构中脱出,而以这些形式脱出的锂离子将无法再回到正极材料中,因此称其为不可逆容量。同时在这个过程中伴随氧的析出,也是导致首周不可逆的主要原因。而对富锂正极材料循环寿命短的主要原因在于,在放电过程中,锂离子并非完全回到正极,且伴随着部分的过度金属阳离子迁移至锂位而导致结构发生相变从而引起电压的衰退。此外,在高电压下的材料表面的副反应比较严重从而影响材料的锂离子的动力学行为导致其较差的倍率性能和严重的容量衰退。为了解决上述问题,进一步的改善富锂正极材料的物理以及电化学性能;大部分的科研工作者采用表面包覆和体相掺杂等方式对富锂层状氧化物进行修饰改善。由于以上的修饰方法容易实现商业化,因此表面包覆成为最为常见的改善材料的修饰方式。有不少文献报道通过包覆和掺杂的手段确实是改善了锂离子电池的电化学性能和热稳定性能,其根本原因在于这些修饰手段从不同程度上提高了材料的结构稳定性。对于包覆而言,包覆材料可以作为保护层,起到隔离电极材料和电解液的作用,因此有效的减轻表面副反应从而有效的抑制CEI膜增长,有效提高界面稳定性从而提高电极的锂离子扩散系数以及电池的热安全性。从宏观上讲,使得材料表现出更加令人满意的循环和倍率性能。由此来看包覆手段对于保护材料的体相结构完整性和改善界面问题方面更占优势。在本项工作中,通过溶胶-凝胶法来合成富锂正极材料Li_1.2Mn_0.56Ni_0.17Co_0.07O₂后,采用溶胶凝胶的方法将压电材料LiTaO₃和BaTiO₃包覆在其表面以提高其电化学性能。具体工作归纳如下:1.采用溶胶-凝胶法将LiTaO₃均匀地包覆在富锂正极层状氧化物Li_1.2Mn_0.56Ni_0.17Co_0.07O₂的表面,从SEM中可以看出在包覆之后对于其的形貌几乎没有影响,TEM证明了在改性后的包覆层是均匀的包裹在正极材料的表面,XRD、XP S和Raman测试结果表明了包覆之后对于正极材料的结构并没有很大的影响。但是从电化学测试结果可以看出长循环、倍率性能以及热稳定性在包覆适量的L iTaO₃后,都有很大程度的提高。为了研究其改善的原因,为此对原始与最佳包覆测试原位XRD,测试结果发现在包覆了压电材料LiTaO₃后,材料（003）主峰的偏移在充放电过程中变得不那么明显,由此也可以说明包覆层LiTaO₃的存在有效地提高了材料的结构稳定性,之后通过应力-应变计算,结合物理模拟软件C OMSOL模拟出在充放电过程中包覆层所产生的电压的变化,在放电过程中为锂离子的迁移提供额外的动力,加速了放电过程中锂离子的迁移,有效的优化了材料在界面处的锂离子的迁移,由此表现出更加令人满意的电化学性能。2.采用溶胶-凝胶法将BaTiO₃包覆在Li_1.2Mn_0.56Ni_0.17Co_0.07O₂富锂正极氧化物表面,从SEM和TEM可以看出包覆层已经结晶并且不影响原始材料的形貌,XRD、XPS和Raman的测试结果表明包覆之后对原始材料的结构并没有很大的影响。电化学测试结果表明循环稳定性以及倍率性能在包覆适量的BaTiO₃后均得到了显著的提高。为了对其优化的作用机理进行更为深入的研究,分别对Ba TiO₃包覆的富锂正极材料进行原位XRD的测试,测试后可以发现包覆材料的主峰（003）在充放电过程中的偏移与原始相比有所减弱,由此表明在修饰改性之后,显著的稳定了材料的结构。之后通过应力-应变的计算,结合物理模拟软件COM SOL进行仿真模拟得到充放电过程中包覆层所产生的电压变化,结果表明包覆层的存在促进了放电过程中的锂离子扩散速率,显著的优化了富锂正极材料的电化学等综合性能。