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层状三元正极材料(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2)因比容量高、热稳定性好、成本低等而备受关注,而其本身存在的倍率性能不理想、循环性能不稳定等不足限制了材料的进一步应用。大量研究表明,表面包覆是一种改善该材料电化学性能的极有效措施。因此,本论文采用不同的包覆材料对层状三元正极材料进行改性研究。研究结果表明:采用湿化学法制备了快离子导体LiTi2（PO4）3（LTP）包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2（NCM333）的复合材料,并研究了LTP对NCM333材料的物理性能和电化学性能的影响。结果表明,引入LTP包覆层后,NCM333依旧可以保持高度有序的层状结构以及较低的阳离子混排程度;在NCM333的表面可以观察到厚度约为5nm的LTP包覆层。LTP包覆层可以有效地抑制NCM333与电解质之间的副反应,但不会阻碍锂离子的传输。因此,NCM333/LTP复合材料具有优异的倍率性能和循环性能。例如,NCM333/LTP在10 C下的初始放电比容量为121.0 mAh g-1,循环200次后容量保持率高达82.3%,而NCM333仅具有初始放电比容量为120.4 mAh g-1,循环200次后容量保持率也仅为66.4%。本研究中利用快速离子导体如LTP作为包覆材料,为一些循环性能差的电极材料提供了一种简单有效的改性方法。利用石墨烯（G）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为双碳源制备了石墨烯支撑碳包覆的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2（记为NCM333/C@G）复合正极材料。TEM结果表明,在该复合材料中,聚乙烯吡咯烷酮热解得到的非晶碳紧密地包覆在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2颗粒表面,石墨烯支撑或连接NCM333颗粒。在碳包覆层和石墨烯载体共同作用下,NCM333/C@G复合正极材料在半电池和全电池中均表现出优异的倍率性能和循环性能。当组装为半电池时,与其他三种材料（NCM333、NCM333/C、NCM333@G）相比,NCM333/C@G复合材料具有最高的初始放电比容量201.1mAh g-1,且0.5C下循环100次后,容量保持率高达86.6%。当与石墨负极组装为全电池时,NCM333/C@G复合材料仍表现出更好的电化学性能。这种利用热解碳和石墨烯共改性的方法为高压层状氧化物正极材料提供了经济有效的改性方案。采用溶胶凝胶法成功制备了活性碳原位复合的Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2（Li-Rich@CT）复合正极材料。由葡萄糖水热裂解产生的活性碳表面含有大量的活性基团,在材料制备过程中紧紧地将Li+,Ni2+,Co3+,Mn4+等金属离子吸附到活性碳的表面。在高温煅烧过程中,由于碳的氧化挥发,在颗粒间形成间隙;同时也因金属离子在碳表面的强烈吸附,所以导致一部分碳仍保留在材料的内部。SEM结果表明,适量活性碳（Li-Rich@CT-25）的引入不仅可以缓解材料的结块现象,使材料分布均匀;而且颗粒间还形成了间隙,提高活性物质与电解液的接触面积,进而提高材料的锂离子扩散系数。EIS和粉末电导率测试结果表明,Li-Rich@CT-25复合材料具有较高的锂离子扩散系数和电子电导率(6.29×10-13cm2 s-1,2.19×10-7S cm-1),而未经活性碳改性的Li-Rich的电子电导率和锂离子扩散系数仅为4.58×10-14cm2 s-1和7.37×10-8S cm-1。在2.0-4.8 V的电压范围内,Li-Rich@CT-25在150 mA g-1的电流密度下首次放电比容量高达240.2 mAh g-1,循环100圈后容量保持率高达85.9%,而未经过活性碳改性的Li-Rich的首次放电比容量仅为217.5 mAh g-1,循环100圈后容量保持率也仅为72.6%。这一工作为改善三元层状正极材料的循环性能和倍率性能提供了一种有效方法。