锂离子电池由于具有可再生、环境污染小、循环寿命长、比能量大的优点而被广泛应用于各种电子设备。在锂离子电池正极材料中，已经实现工业化的LiCoO₂实际容量低，价格昂贵且毒性较大，因此，寻找能替代LiCoO₂的正极材料成为研究热点。新型富锂固溶体材料xLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂·（1-x）Li[Mn_0.5Ni_0.5]O₂在提高了材料容量的同时大幅度降低了Co含量，使得材料的生产成本降低，对环境的污染减小，因此，该类材料被认为是最有潜力做电动车动力电源的正极材料之一。本文选了xLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂·（1-x）Li[Mn_0.5Ni_0.5]O₂体系中综合性能较好的Li[Li_0.2Ni_0.2Mn_0.6]O₂（即x=0.6）材料作为研究基础，对其进行了阳离子掺杂和复合掺杂；接着合成了Li[Li_0.2Ni_0.2Mn_0.6O₂的掺Co材料Li[Li_0.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13]O₂，并对其做了阴离子掺杂和阴阳离子复合掺杂改性。本文通过SEM，XRD，充放电测试，循环伏安等方法对合成的材料进行了表征。用溶胶-凝胶法合成Li[Li_0.2Mn_0.6Ni_0.2]O₂正极材料，通过比较不同温度和时间下合成的材料的性能得到，900℃下煅烧12h为最适宜的合成条件。分别用Al、 Fe、Mg掺杂Li[Li_0.2Mn_0.6Ni_0.2]O₂材料，XRD显示，三种元素的掺杂没有改变材料的层状结构。电化学性能研究表明， Al的掺杂量为0.05时，材料的综合性能得到提升。Li[Li_0.2Mn_0.575Ni_0.175Al_0.05]O₂材料在0.2C下循环27周容量保持率为97.3%，在1C下的放电比容量可达153.3mAh/g。Co，Al复合掺杂材料—Li[Li_0.2Mn_0.56Ni_0.16Co_0.06Al_0.02]O₂在常温时的首次放电比容量和库伦效率为228mAh/g和83.5%，高温时为281.7mAh/g和93%。研究表明，Co、Al复合掺杂能提高Li[Li_0.2Mn_0.6Ni_0.2]O₂材料的倍率性能和循环稳定性。研究了不同量的F、Cl、Br掺杂Li[Li_0.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13]O₂后，材料的结构和电化学性能变化。XRD表明，掺杂材料仍具有典型的α-NaFeO2层状结构。充放电测试表明，活化后， Li[Li_0.2Mn_0.515Ni_0.155Co_0.13]O_1.95Cl_0.05材料在0.2C的首次放电比容量为239.5mAh/g，27周后放电比容量为229.4mAh/g。掺F和Cl可以提高材料在1C下的放电比容量，而掺Br反而会降低材料的容量。考察了原材料、掺Cl材料和Cl、Cr共掺材料的首次充放电性能，得到Li[Li_0.2Mn_0.515Ni_0.155Co_0.08Cr_0.05]O_1.95Cl_0.05材料在常温和高温时的库伦效率分别可达81%和89.1%；考察了三者的倍率性能，得到Cl、Cr共掺材料在常温和高温时在1C下的放电比容量分别可达180.4mAh/g和206.7mAh/g；分析三者的循环伏安曲线，得到Cl、Cr共掺材料在循环50周后依然保持着尖锐的氧化还原峰，说明该材料具有较稳定的结构。