随着新能源汽车需求不断增长，亟需开发具有高能量密度和快充性能的锂离子电池。富锂锰基正极材料因具有高比容量和高工作电压成为下一代锂离子电池正极材料的首选。但富锂锰基正极材料表面不可逆的氧释放会造成材料表面氧空位的生成、过渡金属离子的迁移和层状结构向尖晶石结构的转变，进一步导致首圈库伦效率低、容量和电压衰减、倍率性能差，极大地阻碍了富锂锰基正极材料的商业化应用。为了解决上述问题，本课题调控并优化Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2结构，通过包覆抑制电解液的腐蚀，提高过渡金属离子的稳定性；进一步调控Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2表面的氧空位和不同的氧配位，提高晶格氧的稳定性；最后通过仿生法制备类珍珠层结构Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2，提高颗粒间协调作用和结构稳定性。研究内容和结果如下：（1）高压稳定的正极材料LiNi0.5Mn1.5-xMoxO4包覆，有效抑制电解液的腐蚀和提高TM-O的键强，显著提高富锂锰基正极材料的结构稳定性和电化学性能。结果表明，包覆量为3 wt.%时，富锂锰基正极材料的首圈可逆比容量高达272.4 mAh g-1，库伦效率为84.3%。循环200圈后，改性样品的可逆比容量较改性前提高了1.64倍。而且过量Mo6+扩散到富锂锰基正极材料中，使晶胞参数变大，扩大锂离子扩散通道，5C下，改性样品的可逆比容量较未改性样品提高了2.41倍。（2）采用机械化学法和煅烧法，通过高氧亲和力Ca0.95Bi0.05­MnO3包覆富锂锰基正极材料，提高其晶格氧的稳定性。结果表明，循环200圈后，Ca0.95Bi0.05­MnO3包覆量为5 wt.%的样品可逆比容量为197.5 mAh g-1，容量保持率为86.5%；该样品和石墨负极组装成的全电池循环100圈后的能量保持率高达95.4%。包覆样品优异的电化学性能主要是由于高氧亲和力的Ca0.95Bi0.05­MnO3包覆可以提高富锂锰基正极材料表面氧空位生成能，抑制晶格氧释放，提高材料的结构和循环稳定性。（3）贫锂材料Li0.3NbO2和(Nb0.62Li0.15)TiO3在富锂锰基正极材料表面诱导形成稳定的异质结构，减少材料表面不稳定的Li-O-Li构型，提高晶格氧的稳定性，抑制不可逆氧释放、过渡金属离子迁移和结构转变。改性后样品的首圈可逆比容量为262.7 mAh g-1，库伦效率为82.2%。循环200圈后，改性后样品可逆比容量从未改性样品的109.6 mAh g-1提高到210.1 mAh g-1。此外，Li0.3NbO2为Li+­在电极/电解液界面传输提供了快速的扩散通道，从而提高材料的倍率性能。（4）利用聚丙烯酸辅助仿生法制备类珍珠层富锂锰基正极材料。类珍珠层结构纳米片有序排列，颗粒间协调效应增强，对锂离子在脱嵌过程中引起的结构扩张和收缩起到缓冲作用，提高结构稳定性。类珍珠层富锂锰基正极材料具有优异的循环性能，与纳米颗粒无序堆积的富锂锰基正极材料严重的容量衰减形成了鲜明的对比。本课题突出了聚丙烯酸在调控富锂锰基正极材料结构和形貌中的作用。同时，仿生法在常温常压下进行，具有工艺简单和产率高的优点，具有潜在的应用前景。