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锂离子电池凭借其工作电压高、能量密度高及优异的循环性能等优点,已经广泛应用于日常电子产品中,且逐渐在电动车和储能等应用领域受到重视。钴酸锂材料作为一种首次被商业化的锂离子电池正极材料,现在依然被应用于手机、电脑等电子产品中,但其容量和循环寿命等亦日渐难以满足产品的需求。本文研究了钴酸锂（LCO）/中间相碳微球（MCMB）全电池中LiCoO2正极材料的容量衰减机制,通过对全电池进行长期高荷电态下充放电循环,考察正极材料的物理和电化学性能在长循环过程中的变化,从界面和体相结构两方面研究LCO的容量衰减机制,并基于LCO的衰减机制通过对LCO材料表面分别进行导电氧化物和锂离子导体材料的包覆改性以提升LCO材料高电压下的倍率和循环等电化学性能。研究了长期循环过程中LCO/MCMB电池的LCO正极容量衰减机制。拆解不同循环次数全电池,采用FTIR、XPS、TEM、XRD及电化学性能测试等分析了LCO正极界面和体相结构性能的变化。从界面性能上来看,在循环过程中,正极LiCoO2表面形成一层主要成分为Li2CO3、RCOOLi、Li F等锂盐的SEI膜,且随循环次数的增加,界面膜成分呈现逐渐增加的现象,其膜阻抗也随着循环的进行呈现增大的趋势,LCO正极中膜阻抗的增大影响了全电池中的电化学极化,从而使得全电池提前达到截止电压影响电池容量的发挥。从体相结构上来看,XRD测试结果显示随着循环次数的增加,由于嵌脱锂过程晶格胀缩导致晶格参数c呈现增大趋势,XRD精修结果显示钴酸锂晶体中锂钴混排程度也随循环的进行而逐渐增大。锂钴混排的增加直接影响了钴酸锂材料容量的发挥且导致了锂离子在钴酸锂固相中的扩散受阻。锂离子在固相中的扩散系数和倍率性能测试结果也印证了LiCoO2动力学性能随循环进行而下降。采用溶胶-凝胶法制备了掺氟二氧化锡（FTO）包覆的钴酸锂材料,并考察包覆的热处理温度对其结构和电化学性能的影响。测试结果表明FTO的包覆没有改变钴酸锂材料的晶体结构,当热处理温度为600℃时,包覆材料的循环和倍率为最优。研究了掺铝氧化锌（AZO）包覆对钴酸锂材料电化学性能的影响。研究发现表面包覆层由纳米AZO晶粒堆砌形成,包覆后材料的电子电导率提升了一个数量级以上。当AZO的包覆量为2 wt.%时,包覆改性的材料呈现出最佳的电化学性能,室温下50次的容量保持率由未包覆材料的83%提升到98%以上,且在8 C的倍率下,其放电容量仍能达到0.1 C容量的86.6%。导电氧化物的包覆不仅提升了钴酸锂界面在高电压下的稳定性,改善了材料的循环稳定性,而且导电氧化物的包覆提高了钴酸锂颗粒表面的电子电导率,从而增加了充放电时的电化学反应活性,有利于提升材料的倍率性能。采用液相法对钴酸锂材料进行偏铝酸钠（NA）的包覆。研究发现,钴酸锂材料在NA包覆后,表面形成了一层电化学惰性的物理保护层,提升了钴酸锂材料的界面稳定性,从而改善了材料的循环性能,且包覆层中的部分Na+脱出后,形成可供锂离子迁移的二维通道,提升了材料的倍率性能。为了进一步分析锂离子导体材料的包覆对钴酸锂电化学性能的提升,制备了快离子导体材料硅酸铝锂（LAS）包覆的钴酸锂材料。研究结果表明,LAS中较强的Si-O键增大了包覆层的稳定性,提升了钴酸锂材料在2.75-4.55 V电压范围内循环性能,且包覆层LAS晶体中三维的锂离子扩散通道增强了包覆层锂离子扩散能力,进而提升了材料的倍率性能。采用冷冻干燥法制备了F掺杂快离子导体材料LiAlPO3.95F1.05（LAPF）包覆的钴酸锂,LAPF兼有优异的锂离子传导能力和一定的电子电导特性。与绝缘体材料AlPO4包覆的钴酸锂材料相比,LAPF的包覆更进一步提升了钴酸锂在2.75-4.55 V电压范围的循环稳定性,而且LAPF包覆的钴酸锂材料具有优异的倍率性能,在4C和8 C的倍率下放电容量依然能达到161.4 mAh?g-1和112.3 mAh?g-1。混合锂离子电子导体材料的包覆为层状氧化物正极材料的表面包覆改性提供了一种新的思路。