作为新型二次电源，锂离子电池的应用前景非常广阔。正极材料作为锂离子电池的重要组成部分，决定着整个电池的容量和性能。LiCoO<,2>是最早开始商业化的正极材料，在今后相当长的一段时间内仍将占据市场的主导地位，但其循环时较差的放电电压平台稳定性及安全性能限制了它的应用范围。LiCo<,x>Ni<,y>Mn<,1-x-y>O<,2>具有高安全性、低成本等特点，被认为最有可能作为动力电源应用到电动汽车等大型交通工具中；但它在循环性能、倍率放电能力及高电压、高温下的放电性能等方面尚存在许多待解决的问题。包覆是用于改善锂离子电池正极材料性能的重要手段。深入研究包覆在层状正极材料中的应用，不仅可以促进锂离子电池机理的深入研究，而且可以提高正极材料性能、降低成本，有利于加速锂离子电池的工业化进程，进一步拓展其应用发展空间。本论文系统研究了钛包覆对LiCoO<,2>和LiCo<,x>Ni<,y>Mn<,1-x-y>O<,2>性能的改善，并深入探讨了包覆物对本体材料的作用机理。这些研究在理论和实际应用中都具有一定的意义。 本论文的主要工作包括： 1．钛包覆对不同形貌LiCoO<,2>性能的影响。主要关注了粒子形貌对LiCoO<,2>结构和性能的影响及钛包覆对不同形貌LiCoO<,2>结构和性能的改善，并初步探讨了包覆对LiCoO<,2>的改性机理。首先利用高温固相法，通过控制不同的锂钴摩尔比，合成了两种不同形貌的样品：二次粒子团聚体和一次粒子分散体。通过对比研究两种形貌的样品在结构和性能方面的差异发现，在两种粒子的中粒径D<,50>相近的情况下，二次粒子团聚体的振实密度和比表面积均高于一次粒子，较高的振实密度有利于它在实际电池中的进一步应用，但较大的比表面积也增加了它与电解液的接触，从而导致较差的3.8V放电电压平台的保持率。利用固相法对两种不同形貌的样品进行少量的氧化钛包覆，在不改变其层状结构的情况下，很大程度上提高了它们的电化学性能和安全性能。当以大倍率电流密度(1C)进行放电时，氧化钛包覆对不同形貌LiCoO<,2>的3.8V放电电压平台的影响效果不同。钛包覆后的二次粒子团聚体在1C的放电条件下，经过20次循环，其3.8V放电电压平台的保持率为60％，优于钛包覆后的一次粒子分散体(40％)。XPS的研究显示，包覆物TiO<,2>在LiCoO<,2>表面被部分锂化，以LiTiO<,2>的形式存在。电化学交流阻抗谱的研究表明，氧化钛包覆对于抑制LiCoO<,2>二次粒子团聚体在高放电倍率电流循环下电化学阻抗的增加更为有效。 2．钛包覆对大粒径一次粒子LiCoO<,2>性能的影响。首先合成了具有10～13μm的粒径，振实密度高达2.74 g·cm<-3>，比表面积为0.21 m<2>·g<-1>的大粒径LiCoO<,2>一次粒子。较大的振实密度使材料具有较高的体积比能量，较小的比表面积则减少了材料与电解液的接触，提高了材料的安全性能。通过对其进行钛包覆，改善了大粒径一次粒子LiCoO<,2>的放电比容量、循环性能及大电流放电性能。我们还以包覆后的材料为正极，以石墨为负极，将其装配成实际电池，测试了它的循环性能、倍率放电能力及高低温放电能力。实际电池经过390次循环，容量保持率可达88％，且在大电流放电密度及高低温下均具有较好的电化学性能。钛包覆后的大粒径一次粒子LiCoO<,2>在具有良好物理性能的前提下，也具有很好的电化学性能，因此拥有较高的实用价值，是未来LiCoO<,2>市场发展的趋势。 3．钛包覆对LiCo<,0.2>Ni<,0.4>Mn<,0.4>O<,2>性能的影响。以钛酸四丁酯为原料，利用液相法合成了具有高振实密度的氧化钛包覆的LiCo<,0.2>Ni<,0.4>Mn<,0.4>O<,2>。详细考察了搅拌时间、热处理温度、热处理时间、包覆比例等条件对包覆后样品电化学性能的影响。结果表明，氧化钛包覆成功改善了。LiCo<,0.2>Ni<,0.4>Mn<,0.4>O<,2>的倍率放电性能及高充电截止电压、高温下的放电性能。包覆后的化合物具有振实密度高，容量高，循环性能好，倍率放电和高温、高压放电性能都比较好等优点，有利于LiCo<,0.2>Ni<,0.4>Mn<,0.4>O<,2>在实际中的应用。进一步探讨氧化钛包覆改善LiCo<,0.2>Ni<,0.4>Mn<,0.4>O<,2>电化学性能的机理。结果显示，氧化钛包覆能明显抑制样品表面的氧化活性，从而减少正极材料表面与电解液的反应，降低样品在循环过程中的极化。