本文主要围绕锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2存在的高电压区间电化学性能差及高倍率循环性能差这一主题，在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的合成及改性方面展开了一些研究。本文首次对高温固相法碳包覆改性LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2进行了系统的研究。首次研究了Mg-Cl共掺杂对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料结构和电化学性能的影响。首次对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和LiCoO2混合正极材料应用可行性进行了研究。本文主要从以下几方面展开工作：
　　 利用易分解的醋酸盐，采用易实现工业化生产的高温固相法合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。单因素实验和正交实验研究表明，影响LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2放电比容量的显著因素依次为煅烧温度、Li∶(Ni+Co+Mn)摩尔配比和煅烧时间。最佳工艺条件为煅烧温度850℃，煅烧时间10 h，Li∶(Ni+Co+Mn)=1.05∶1。
　　 分别以葡萄糖、蔗糖、硬脂酸和柠檬酸作为包覆碳源，采用高温固相法对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2进行碳包覆改性。研究表明包覆碳有利于提高LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的电子导电率，降低电化学反应中的电荷转移电阻，增大材料的活性表面积。其中，葡萄糖2wt％包覆的效果最佳。1C和2C倍率下充放电20次后容量仍分别保持在146.8 mAh/g和121.2 mAh/g。
　　 通过研究Mg2+不同取代位和Mg-Cl共掺杂对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影响发现，Mg2+的最佳取代位是Mn4+位。Mg-Cl共掺杂能进一步提高材料的结构稳定性和导电性。其中LiNi1/3Co1/3Mn1/3-0.02Mg0.02O1.98Cl002具有最佳的电化学性能。0.5C、1C和2C倍率下循环20次后容量仍分别保持在180.3 mAh/g、157.5 mAh/g和127.5 mAh/g，容量保持率高达95.5％、89.9％和87.8％。LiNi1/3Co1/3Mn1/3-0.02Mg0.02O1.98Cl0.02是一种有前景的锂离子电池正极材料。
　　 通过在LiCoO2中混合不同比例的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2作为锂离子电池正极材料的研究表明，混合材料的电化学性能主要由电位较高的LiCoO2材料决定。LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2混合量在50wt％以下时不会降低正极材料的容量和倍率循环性能。因此，使用LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和LiCoO2的混合正极材料以降低锂离子电池的成本是可行的。