随着能源消耗以及环境污染问题日益加剧,新型可持续能源发挥着越来越重要的作用,锂离子电池、钠离子电池等一系列的储能装置越来越受到研究人员的重视,但电池性能的好坏主要取决于正极材料的性能。因此,提高锂/钠离子电池性能的关键是提高相对应的正极材料的性能。本论文主要对锂/钠离子电池高镍三元正极材料的制备以及电化学性能进行了研究。1. LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂作为锂离子电池正极材料具有比容量高和能量密度高的优点,但其循环稳定性有待进一步提升。采用控制结晶-共沉淀法以及高温煅烧的方法制备LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂,对材料进行Mg²⁺掺杂得到Li(Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1)_1-xMg_xO₂,通过长循环测试、倍率测试、GITT以及全电池测试得到具有最佳Mg²⁺含量的Li(Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1)_0.97Mg_0.03O₂,该材料具有低的Li⁺/Ni²⁺阳离子混排程度,均匀的粒径分布和良好的层状结构。当Li(Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1)_0.97Mg_0.03O₂用作锂离子电池正极材料时,在0.1 C下提供的高可逆放电比容量为226.1 m Ah g^-1,在0.5 C的倍率下,经过350个循环后,容量保持率能达到81%。在充放电过程中,Li(Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1)_0.97Mg_0.03O₂的D⁺_Li的平均值在0.1 C时分别为8.57×10^-10和8.25×10^-10 cm²s^-1。此外,Li(Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1)_0.97Mg_0.03O₂//MCMB组装的全电池在0.5 C（基于正极的质量）的倍率下可提供595.3 Wh kg^-1的比能量密度。其电化学性能的优异性可归因于适量的Mg²⁺掺杂扩展了中间层并进一步增强了结构稳定性。2. 由于钠资源的广泛分布以及廉价易得等特点,使得钠离子电池越来越成为研究的热点。结合控制结晶-共沉淀法和高温煅烧工艺制备了具有致密微米球结构的Co³⁺和Al³⁺掺杂的O’3型层状单斜Na Ni_0.8Co_0.15Al_0.05O₂正极材料。经过循环性能、CV、GITT等电化学测试,所制得的Na Ni_0.8Co_0.15Al_0.05O₂微米球在0.1 C时具有的可逆容量达153.9m Ah g^-1,在1 C倍率下经过100和200个循环分别具有93.2%和86.7%的容量保持率,且在充放电过程的平均D⁺_Na约为2.19×10^-10和2.01×10^-9 cm²s^-1,适当的D⁺_Na使Na Ni_0.8Co_0.15Al_0.05O₂微米球即使在5 C的较大倍率下也能提供91.5 m Ah g^-1的比容量,这归因于相似的离子半径和相同价态的Co³⁺和Al³⁺掺杂以及特殊的微纳结构,增强了材料的结构稳定性,提高了相变的可逆性,并同时为钠离子/电子传输提供较快的扩散路径。优异的电化学性能和可规模化工业生产方法使Na Ni_0.8Co_0.15Al_0.05O₂微米球材料有望成为钠离子电池优异的正极材料。