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近些年来,镍钴锰酸锂(Li Ni1-x-yCoxMnyO2)三元正极材料因其高比容量、高电压平台、长循环寿命等优势,可以为电动汽车提供较长的续航里程和使用寿命,已成为最有前景的动力电池正极材料之一。除了常规使用的二次球形颗粒的NCM正极材料外,单晶NCM正极材料在近些年也成为了学术界和工业界的研究热点。但单晶NCM材料也存在着表面残锂、不可逆相变、阳离子混排、颗粒破裂、过渡金属离子溶解等问题,并且其制备困难、一次颗粒生长机理尚不明确。本文以Li Ni0.5Co0.2Mn0.3O2和Li Ni0.65Co0.07Mn0.28O2为重点研究对象,通过共沉淀-高温固相烧结相结合的方法,制备了微米级大颗粒单晶正极材料,通过晶面调节和表面包覆等方法对材料进行了改性,并且针对单晶正极材料一次颗粒的生长以及单晶材料粒径对材料的物理性质和电化学性能进行了研究,主要结论如下:（1）在NCM523体系中,通过Sr CO3的辅助烧结作用,使用高温固相烧结法制备了微米级大颗粒单晶NCM523材料。对比了不同Sr CO3加入量对于材料微观形貌的影响,发现Sr元素对于促进（104）晶面以及一次颗粒的生长有着明显影响。当Sr CO3的加入量为0.5wt%时,可以获得（104）晶面择优生长的圆盘状大颗粒单晶NCM523材料,一次颗粒粒径达到约4μm,该材料具有优异的电化学性能。测试结果表明,材料单晶化能够显著提升颗粒的循环稳定性,减少裂纹的产生和不可逆相变的发生,并且由于（104）晶面的能量低,稳定性高,促进（104）晶面生长能够进一步提高单晶材料的稳定性,获得优异的电化学性能。（2）选择一系列离子半径较大的元素,使用Cs2CO3、K2CO3、Ba CO3、Sr CO3、La2O3、Na2CO3、Ca CO3、Mg（OH）2作为烧结添加剂,加入到单晶的烧结体系中,观察它们对于一次颗粒生长的促进作用。对比通过不同元素制得样品的SEM图像,发现添加剂元素的离子半径越大,对于一次颗粒粒径的生长促进作用越明显,所得到的样品的一次颗粒粒径越大。尤其是使用Cs+、K+、Ba2+、Sr2+,可以制得一次颗粒粒径约3μm以上单晶样品。XPS测试和DFT计算结果表明随着阳离子半径的提高,阳离子进入NCM材料晶格中所需的能量越高,阳离子越难以进入晶格。综上所述,认为大半径阳离子主要是通过表面作用来促进单晶一次颗粒的生长。（3）使用共沉淀-高温固相烧结相结合的方法制备了微米级大颗粒单晶Li Ni0.65Co0.07Mn0.28O2材料,并使用不同量的纳米级Co（OH）2对单晶Li Ni0.65Co0.07Mn0.28O2进行了表面包覆。Co（OH）2包覆能够与表面残碱进行反应生成,降低表面残锂含量,因此可以抑制表面残锂与电解液的副反应。并且Co（OH）2与表面残碱反应生成具有电化学活性的包覆产物,可以提高材料的电化学性能。通过对比不同包覆量的单晶Li Ni0.65Co0.07Mn0.28O2的电化学性能,得出包覆量为0.5wt%时,材料的电化学性能最优,Co（OH）2包覆可以提高电化学反应的可逆性,降低极化以及循环过程中的阻抗。经过0.5wt%的Co（OH）2包覆后,MC-0.5Co样品的颗粒上几乎没有裂纹产生,并且仅生成了少量的尖晶石相,没有岩盐相的产生,因此具有优异的电化学性能。（4）使用高温固相烧结法,通过控制实验中的关键参数,合成了不同粒径的单晶Li Ni0.65Co0.07Mn0.28O2材料。测试结果显示随着单晶粒径的提高,比表面积逐渐减小,而振实密度和压实密度逐渐增大。材料的电化学性能结果表明,小粒径的单晶样品的首次库伦效率、放电比容量、容量保持率和倍率性能均明显较高,且循环后的颗粒上没有裂纹产生,且晶面滑移程度较小,不可逆相变程度较低,没有岩盐相产生;而大粒径样品有严重的裂纹和颗粒破裂现象,晶面滑移程度更大,有严重的不可逆相变发生,产生了很厚的一层岩盐相。因此,综合比较不同粒径单晶样品,认为单晶粒径在3-5μm左右可以在物理性质和电化学性能上取得较好的平衡。图73幅,表17个,参考文献295篇