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在锂离子电池富镍系LiNiO2基正极材料中,LiNi0.8Co0.15Al0.05O2作为LiNiO2、LiCoO2和LiAlO2三者的固溶体,同时具备了容量高,热稳定性好和价廉低毒等优点,被认为是能够取代LiCoO2的第二代绿色锂离子电池正极材料。但是,LiNi0.8Co0.15Al0.05O2仍然存在充放电过程中容量衰减较快、倍率性能不好和储存性能极差等缺陷,严重阻碍了其大规模的应用。为此,本文采用不同的方法对其进行制备和改性研究,以改善其电化学性能和储存性能。以控制结晶法制备的球形Ni0.8Co0.15Al0.05(OH)2.05为前驱体,采用加压氧化法制备了LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料。分析了LiOH·H2O用量、氧气压力、温度和时间等因素对材料结构和电化学性能的影响。在优化工艺条件下,所得LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料振实密度为2.57g·cm-3,在2.8～4.3V电位范围内,以0.2C进行充放电,首次放电比容量达到190mAh·g-1,30次循环后容量保持率为91%。采用共氧化-控制结晶法制备了球形Ni0.8Co0.15Al0.05OOH前驱体,详细讨论了Ni0.8Co0.15Al0.05OOH的形成机理,(NH4)2S2O8用量、pH值、温度和时间等因素对前驱体振实密度和镍离子平均氧化态的影响。结果发现,反应初期,以[Ni0.8Co0.5Al0.05(H2O)x-y(NH3)y]2.05+络离子的先沉淀后氧化为主,反应中后期,以[Ni0.8Co0.15Al0.05(H2O)x-y(NH3)y]2.05+络离子的先氧化后沉淀为主,最终得到Ni0.8Co0.15Al0.05OOH。在优化工艺条件下,所得前驱体振实密度达到1.88g.cm-3,镍离子平均氧化态为3。以该前驱体制备的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料几乎不存在阳离子混排,层状结构最完整,显示出了优异的电化学性能,在2.8～4.3V电位范围内,以0.2C充放电,首次放电比容量达到196.8mAh·g-1,50次循环后容量保持率为96.1%。对熔盐法制备LiCoO2表相改性LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料作了系统研究。研究结果表明,优化工艺条件下,可在LiNi0.8Co0.15Al0.05O2基体材料表面均匀而又牢固地沉积一层厚度约为50nm的LiCoO2薄膜。3.0wt.%LiCoO2表相改性的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料首次放电比容量高达196.2mAh·g-1,与基体材料相当；50次循环后容量保持率为98.7%,相对于基体材料的96.1%有所提高；而且,改性材料的倍率性能和高温性能均得到了提高。电化学阻抗谱分析表明,LiCoO2有效地覆盖在基体材料的表面,阻碍了Ni3+与电解液的直接接触,减少了Ni3+的还原机会,减少了NiO的生成量,降低了充放电过程中阻抗的增加幅度,改善了材料的电化学性能。而沉淀法制备的LiCoO2表相改性LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料,只有少部分LiCoO2沉积在基体材料的表面,大部分LiCoO2自行团聚在一起；相对于基体材料而言,改性材料的循环性能基本没有改变,放电比容量反而降低了。系统地研究了去离子水和乙醇洗涤及LiCoO2表相改性对LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料储存性能的影响。研究结果表明,采用低温水洗可以有效地除去LiNi0.8Co0.15Al0.05O2材料表面残留的含锂杂质,对材料的结构和放电比容量几乎不造成影响,且能小幅度地改善材料的储存性能,在空气中储存3个月后,材料的首次放电比容量由洗涤前的127.5mAh·g1增加至洗涤后的160mAh·g-1左右,30次循环后的容量保持率由洗涤前的66.5%增加至洗涤后的82%。水洗后的热处理温度对水洗材料的结构和储存性能有着显著的影响,450～600℃热处理材料因表面生成了NiO而提高了其储存性能,但是放电比容量降低了；而热处理温度过低或过高,所得材料与新制备材料显示出了相似的储存性能。储存过程中的空气湿度对新制备材料有着显著的影响,湿度越大,放电比容量和容量保持率下降越多；但是,空气湿度对低温水洗再450℃热处理过的材料的储存性能影响不大。新制备的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料立即采用乙醇洗涤2次后,亦能有效地除去材料表面的锂杂质,与低温水洗的效果相当。熔盐法制备的3.0wt.%LiCoO2表相改性LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料,其储存性能得到了大幅提高。在相对湿度80%的空气中储存3个月后,基体材料的首次放电比容量只有127.5mAh·g-1,30次循环后的容量保持率仅仅66.5%；而改性材料的首次放电比容量高达186.6mAh·g-1,30次循环后的容量保持率达到95.3%,50次循环后的容量保持率仍有90%。XPS分析表明,LiCoO2改性层中的Co3+具有很好的化学稳定性,能耐环境中CO2和H2O的腐蚀；覆盖在基体材料表面后有效地抑制了Ni3+的还原,大大降低了NiO和Li2CO3的生成量,从而改善了LiNi0.8Co0.15Al0.05O2的储存性能。