锂离子电池由于具有高能量密度、长循环寿命、良好的安全性能及环境友好等特点成为目前商业化应用最广泛的小型智能化设备能量储存部件之一,正在快速的向新能源动力汽车及大型储能设备方向发展。并且在过去的25年间,锂离子电池的快速发展及其在便携式电子产品上的商业应用是有目共睹的。如今,其作为动力汽车和电网规模存储的支持技术,在可持续新能源发展领域的重要性不言而喻。分析对比锂电池技术发展现状发现,除了安全性和循环寿命仍有欠缺外,能量密度的进一步提高依然是研究的核心。在负极材料不断接近锂金属工作电压的情况下,重点改善正极材料工作电压可有效地实现提高能量密度的目的。这其中以LiNi_0.5Mn_1.5O₄为代表的尖晶石结构正极材料因具有高工作电压（⁴.7 V）、高能量密度(⁶50 Wh kg^-1)、优越的倍率性能以及低廉的成本等特点受到广泛关注。然而,高电压正极材料在表现出高工作电压平台优势的同时,往往也伴随着更为显著的表面副反应。特别是在长时间的电化学循环过程中,电极材料表面破坏程度不断加深,结构退化显著,在大量损失电化学性能的同时甚至导致严重的安全隐患。研究发现,其主要原因是锂离子电池正极材料在高电压工作环境下表面化学反应加剧,与电解液发生氧化分解带来不可逆的表面结构变化、过渡金属溶出等。面对以上问题,现有的技术一般通过表面包覆或体相掺杂两种手段稳定体相及表面结构,缓解过度的副反应发生,实现电化学稳定性、电池安全性的全面提升。而实现全固态锂离子电池是下一代锂电池的一个重要发展方向。固态电解质与液态电解液相比更加安全,并且使锂金属或含锂化合物直接作为负极材料成为可能。但是,由于固态电解质与电极之间的接触性差等问题使得全固态电池仍处于研究探索阶段。有鉴于此,利用LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料的三维锂离子传输通道带来的快速传输效果,我们设计将快离子导体材料作为修饰层直接包覆在颗粒表面,在对活性材料进行表面改性的同时也为解决固态电解质与电极材料之间的界面兼容性问题提供一种有效可行的思路。本论文做了相关的研究工作,具体内容如下:采用湿化学法将快离子导体材料Li₂ZrO₃包覆于LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料表面。通过大量的实验结果测试证明表面修饰改性并没有对材料体相结构造成影响,只是在表面形成均匀的岛状（中心结晶外围无定型）包覆物。室温及55^oC情况下的电化学表征结果说明,包覆后材料具备更加优越的电化学特性,如长循环稳定性,倍率特性,高温下的稳定性等,同时提高了离子传输动力学特能,减小极化。为了探究其内在作用机理,也进行了老化实验,研究结果表明,在材料表面进行修饰改性可以避免电解液与活性材料表面的接触反应,从而避免表面剧烈的氧化还原反应造成的不可逆相变等。并且特殊的Li₂ZrO₃形貌可以有效提高锂离子在界面的传输动力学的同时缓解脱嵌过程中造成的包覆物剥离问题,使包覆层可以在长循环过程中发挥作用。Li₂ZrO₃包覆虽然改善了材料的一系列性能,但岛状包覆使活性材料表面依然有部分裸露区域遭受电解液的腐蚀,因此我们尝试选择快离子导体LiVO₃作为包覆材料修饰于LiNi_0.5Mn_1.5O₄表面以实现全覆盖包覆层。由于LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料无序相结构中存在氧缺陷,结合LiVO₃材料制备的条件,在外表面包覆的同时完成V元素在LiNi_0.5Mn_1.5O₄表面晶格中的扩散。通过对包覆前后的样品进行电化学测试发现0.5 wt.%LiVO₃为最佳修饰量,相较于原始样品具有更好的稳定性。XRD数据及精修结果显示,V元素扩散入体相结构,使晶格参数增大,实现了包覆掺杂双修饰效果。老化试验结果证明,表面修饰缓解了表面副反应的发生,有效减少了过渡金属的溶出,稳定了界面结构,然而在长循环稳定性方面并没有达到理想效果。在第二部分工作的基础上,考虑加入（PO₄）^3-以提高稳定性,因此将Li₃V₂（PO₄）₃作为修饰材料去改性研究LiNi_0.5Mn_1.5O₄。物理测试结果表明,表面均匀覆盖一层无定型Li₃V₂（PO₄）₃层,经过精修对比发现晶格参数随着包覆量的增加呈线性增长,并且有V离子梯度扩散入材料的表面晶格从而达到钉扎固定的作用。一系列的电化学测试显示这种包覆-掺杂一体化表面修饰改性在室温和高温状态下都具有优越的长循环稳定性,倍率性能。通过化学及电化学老化试验我们发现,一体化修能够明显的缓解过渡金属的溶出,缓解表面副反应的发生,稳定表/界面结构,并且在界面处形成含V离子的固溶体层从而增强包覆层与活性材料之间的锂离子传输性能。