随着市场对锂离子电池正极材料能量密度及续航能力提出越来越高的要求,高镍三元材料逐渐得到更多的关注。当体系中Ni含量增加时,三元材料的比容量也相应的增加,但体系中锂镍混排会变得严重,稳定性下降;材料碱性也会更强,更易吸水。因此高镍三元材料的改性成为近年来的研究热点。本文在已有共沉淀合成工艺的基础上使用Nb对高镍三元材料进行掺杂改性,探究了掺杂方法、掺杂量、铌源种类以及铌源粒度对改性效果的影响,并初步探索了Nb元素对高镍三元材料(Li Ni0.8Co0.1Mn0.1O2,NCM811)的改性机理。课题探究掺杂方法对掺杂效果的影响,分别选用液相沉淀法和固相煅烧法进行同比例掺杂,表征结果表明,使用固相煅烧法制得的掺Nb材料放电比容量较高,在1 C倍率下放电比容量为164.90 m Ah/g,优于液相沉淀法制得的材料（1 C倍率下为137.90 m Ah/g）,且其制备成本更低,因而确定固相煅烧法为较优掺杂方法。探究掺杂量对掺杂效果的影响,以1%和3%作为掺杂量进行对比,发现当掺杂量提高至3%时,1 C倍率下整体放电比容量下降约20 m Ah/g,且对循环稳定性并没有太大的提升作用。探究Nb源种类对掺杂效果的影响,使用光学级五氧化二铌（OG）、水合五氧化二铌（HY340）及磷酸氧铌（Nb P）三种铌源以1%掺杂量进行掺杂,其中水合五氧化二铌和磷酸氧铌掺杂后放电比容量有不同程度的下降,1 C倍率下放电比容量分别为147.90 m Ah/g和147.10 m Ah/g,而光学级五氧化二铌掺杂后材料放电比容量较高,为167.90 m Ah/g,其循环稳定性也较佳。探究Nb源粒度对掺杂效果的影响,发现小粒径Nb2O5掺杂后XRD峰强变弱,SEM表征的微观形貌也有所不同,最重要的是,其放电比容量有较大幅度（15 m Ah/g）下降,可能是由于更多的Nb元素掺入晶格,对离子有序性造成一定程度的破坏,不利于Li+扩散。总而言之,课题对高镍三元材料NCM-811进行Nb掺杂改性研究,对掺杂方法、掺杂量、所用铌源及铌源粒度进行优化,确定适当的掺杂对放电比容量影响较小,但循环稳定性得到了很大提升,1%Nb2O5掺杂材料在室温下以1 C倍率循环100周后容量完全没有下降,优于本征材料。分析表明,Nb掺杂能够扩大晶格参数及层间距,减少Ni2+的生成,降低锂镍混排程度,并减少循环过程中微裂纹的出现和颗粒破碎现象,提高循环稳定性。