现代电化学最重要的挑战之一是推动电动汽车革命,而开发保证电动汽车长续航里程的电源对电动汽车来说至关重要。当前,锂离子电池是除了H2/O2燃料电池之外,最适合用于电动汽车电化学推进的动力来源,这主要得益于其可以提供必要的能量密度、稳定性、使用寿命以及合理的安全性能。正极材料作为制约锂离子电池能量密度的主要因素,一直广受研究关注。其中,具备致密晶格的三元锂化氧化物LiNixCoyMn1-x-yO2（NCM;0≤x、y、x+y≤1）表现出较高的单位体积存储比容量,特别是富镍氧化物(LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2,LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2等)。然而,富镍材料自身的稳定性较差,致使电化学性能受到严重影响,为此需采取有效措施来改善这一弊端。本文采用共沉淀工艺,以NaOH和NH3·H2O分别作为沉淀剂与络合剂,合成得到了颗粒均匀的Ni0.6Co0.2Mn0.2（OH）2前驱体;后续经过混锂固相烧结制得三元正极材料LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2。期间分别对不同实验条件下的样品形貌、粒径分布和晶体结构进行了表征,并对相应电化学性能进行了分析探讨。结果表明,在p H=11.2,氨水浓度为0.8 mol L-1条件下所制得的前驱体颗粒形貌规整致密;与锂盐Li OH·H2O（1:1.05）均匀混合后,在800℃下烧结12 h制得的层状LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2材料,呈现出优异的层状结构及循环性能。经100次循环后,其容量从初始的165.5 m Ah g-1降至149.2 m Ah g-1,容量保持率达90.2%。为了进一步改善三元富镍正极材料的电化学性能,采用不同种类的单、双元素对LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2进行了原位掺杂改性。通过形貌比较、晶体结构分析与电化学性能测试,对元素掺杂效果进行了初步探究。结果表明,单元素掺杂方面,少量的Cu掺杂对材料性能的改善效果最为显著。循环200次后,Cu掺杂产物仍具备142.5 m Ah g–1的放电容量,其循环保持率达86.2%,优于LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2样品（82.7%）。可见,Cu作为一种新型的层状LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2正极材料掺杂剂,在改善材料结构和性能方面具有巨大的潜力。双掺杂方面,Cu＆Mg掺杂效果较优于Cu＆Fe掺杂。结合Cu表现出的良好掺杂效果,采用原位共沉淀法制备出少量Cu替代Co的新型掺杂产物LiNi0.6Co0.19Mn0.2Cu0.01O2（Cu-NCM）。充分运用不同表征手段,进一步系统化探究了Cu掺杂对材料表面形貌、晶体结构与电化学性能方面的影响,详细分析阐述了Cu掺杂的作用机理。结果显示,Cu的引入有效地促进了锂离子的扩散,降低了Li+/Ni2+的混排程度,稳固了LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2的结构,进而大幅提升了LiNi0.6Co0.19Mn0.2Cu0.01O2电极的倍率及循环性能。即使在5 C的大电流下,350次循环后,LiNi0.6Co0.19Mn0.2Cu0.01O2样品仍表现出140.8 m Ah g–1的高放电容量,与纯相LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2（62%）相比,其容量保持率提升至77%。CV和EIS结果也对电化学性能的提升提供了印证与解释。此外,利用XRD和Raman技术进一步证明了Cu-NCM正极材料在不同循环次数下的结构转变。