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面对日益突出的能源危机和环境污染,锂离子电池作为一种新型高能绿色储能装置广泛应用于便携式电子设备、电动汽车和规模化储能等重要产业领域,其当前发展的主要目标是提高能量密度及降低成本。正极材料是锂离子电池重要的组成部分,其成本约占电池成本的30%～40%,且目前整个电池的比能量主要受限于正极材料的比容量,因此急需开发高比能量、低成本、长寿命且安全的新型正极材料。高镍三元材料是一种极具发展前景的材料,与传统的LiCO2相比具有成本低、高容量、低毒性等优点。NCA正极材料(LiNi0.80Co0.15Al0.05O2)是研究颇为广泛的一种高镍三元材料.由于其高容量(～200mAh· g-1)和相对较好的热稳定性而备受关注,然而这类高镍材料的首次库仑效率较低,材料的循环性能有待改进以及材料的热稳定性有待进一步提高。本文系统地研究了 LiNi0.80Co0.15Al0.05O2材料的制备与改性方法,我们首先采用共沉淀法成功制备出具有规则的球形形貌且元素分布均匀的前驱体颗粒,同时探究了反应体系的氨水浓度及pH值对前驱体合成的影响,实验结果表明氨水浓度太高,前驱体的粒度分布宽化;而体系中的pH越高,可耐受氨水浓度越高。同时我们还研究了烧结温度对LiNi0.80Co0.15Al0.05O2材料结构与形貌的影响,发现煅烧温度升高材料的一次颗粒更为粗大而阳离子混排加剧,推测原因是在高温下有更多的Ni3+转化为稳定的Ni2+。采用固相法及共沉淀法两种方式掺铝制备LiNi0.80Co0.15Al0.0502正极材料,以探究Al3+对高镍层状氧化物在结构、形貌及性能方面的影响。实验结果表明,掺铝能够降低阳离子混排程度、维持层状氧化物结构的稳定性,抑制了材料在充放电循环过程的放电电压及中值电压大幅下降的过程,从而提高其充放电循环性能。其中以NaAlO2为铝源通过共沉淀法掺铝制备的NCA材料性能最优:在3.0～4.3V充放电区间,0.1C倍率下首圈放电比容量达198mAh·g-1,首次库仑效率高达94.6%,1C倍率下循环200圈后容量保持率达70%。最后我们还探索了采用共沉淀法先制备出具有核壳结构的前驱体,然后通过高温煅烧过程使金属元素扩散成浓度梯度LiNi0.80Co0.15Al0.05O2材料,实验结果表明此类材料具有更好的充放电循环性能以及更好的热稳定性,在3～4.3V电压区间,1C倍率下循环200圈后容量保持率达73%,循环100圈后放电电压仅下降0.02V,具有较小的表面膜阻抗,阳离子混排程度低,因此材料具有较稳定的层状结构,不至于在循环过程中发生结构塌陷,能够很好地进行可逆的脱嵌反应。另外,值得注意的是0.1C倍率下浓度梯度NCA材料的首效达93.7%。