富锂锰基正极材料是一类由Li2MnO3和LiMO2形成的类固溶体的层状正极材料。与传统的LiCoO2材料相比,具有理论比容量高、价格低廉、安全性好等优点,被认为是最具发展潜力的新一代锂离子电池正极材料。本论文采用“两步干燥-烧结”法制备了 xLi2MnO3 ·(1-x)Li[Ni0.4Mn0.45Co0.15]O2正极材料,并对材料进行了表面处理。通过X射线衍射、充放电测试、循环伏安测试、交流阻抗测试、傅里叶变换红外光谱、扫描电镜等现代表征方法对样品的物相结构、表面形貌和电化学性能进行研究。本论文主要包括研究以下内容:1.以MnC2O4·2H2O为锰源,制备了具有α-NaFeO2层状结构的富锂锰基正极材料。通过调节原料中 Mn/Co 的比例,合成的理论组成为0.2Li2MnO3·0.8Li[Ni0.4Mn0.45Co0.15]O2的样品具有较好的电化学性能。该样品在200 mA·g-1电流下,第1循环和第40循环的放电容量分别为159.1和158.3 mAh·g-1。在55℃和100 mA·g-1电流下,第1循环和第30循环的放电容量分别为181.3和195.5 mAh·g-1。通过调节Li2MnO3/Li[Ni0.4Mn0.45Co0.15]O2的比例,制得的理论组成为0.5Li2MnO3 ·0.5Li[Ni0.4Mn0.45Co0.15]O2 的样品具有最优的电化学性能。在 200 mA·g-1电流下,第1循环和第40循环的放电容量分别为130.2和181.9 mAh·g-1。0.5Li2MnO3·0.5Li[Ni0.4Mn0.45Co0.15]O2 样品的 Ni-O、Mn-O、Co-O 键的键能较0.2Li2MnO3·0.8Li[Ni0.4Mn0.45Co0.15]O2 样品的强。2.以MnO为锰源,制备了具有α-NaFeO2层状结构的富锂锰基正极材料。理论组成为0.6Li2MnO3·0.4Li[Ni0.4Mn0.45Co0.15]O2的样品具有最优的电化学性能。在200、400、800和1000 mA g-1电流下,样品第1循环的放电容量分别为116.9、113.9、86.9和 83.9 mAh·g-1,第40 循环的放电容量分别是 204.4、176.7、166.0 和 132.9 mAh·g-1。样品的电化学反应受电荷传递阻抗和Warburg阻抗共同控制,且该样品的电荷传递阻抗较小。3.以 MnO为锰源,制备了 0.6Li2MnO3·0.4Li[Ni0.4Mn45Co0.15]O2样品,分别以柠檬酸和柠檬酸三铵为处理剂,对样品进行表面处理。研究表明,20wt.%的柠檬酸处理后的样品在200和1000 mA·g-1电流下,第1循环的放电容量分别为184.5和137.4 mAh·g-1,第40循环的放电容量分别为215.9和166.9 mAh·g-1。40 wt.%的柠檬酸三铵处理后的样品在200和1000 mA·g-1电流下,第1循环的放电容量分别为191.2和125.3 mAh·g-1,第40循环的放电容量分别为215.7和155.9 mAh·g-1。经柠檬酸或柠檬酸三铵处理后,0.6Li2MnO3·0.4Li[Ni0.4Mn0.45Co0.15]O2样品的大电流放电性能有明显改善。