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具有更优异性能的正极材料的发现和改进对于锂离子电池技术的发展是一个巨大的机遇。从二十世纪七十年代开始，尽管LiCoO2已经发展成熟并大规模商业化，因其成本高昂和毒性使得全世界的学者一直寻找可以取代它的材料，通常基础的单一种类的过渡金属锂氧化物在安全性和结构稳定性上具有隐患，并且不能支持高能量锂离子电池。最近，不同化学计量比的多种过渡金属锂氧化物被认为可以大规模用于需要使用高能量密度锂离子电池的电动汽车上。本文从Al的成本低廉和安全性考虑，选择了在LiCo1/3Mn1/3Ni1/3O2这种三元材料基础上进行Al掺杂改性。通过XRD、SEM、激光粒径分析、CV、EIS和电化学充放电测试等分析手段，研究了Al掺杂对LiCo1/3Mn1/3Ni1/3O2三元材料的改性及影响。
本论文首先探讨了Al掺杂对LiCo1/3Mn1/3Ni1/3O2是否具备改性作用，另出于降低成本和减轻毒性，选择了Al掺杂取代具有毒性的Co。实验采用了在氮气气氛下氨配合氢氧化物共沉淀法制备了CoxMnyNiz(OH)2前驱体，再与LiOH·H2O混合后高温下煅烧反应的合成路线。通过实验结果Al掺杂降低了材料的放电比容量，但是对循环性能有所改善，其中Al掺杂量为1/24的材料LiMn1/3Ni1/3Co7/24Al1/24O2具有相对较好的电化学性能。因此得出适量的Al掺杂可以改进材料的循环性能，故对三元材料进行Al掺杂改性是具备可行性的。
为了进一步得出Al掺杂LiCo1/3Mn1/3Ni1/3O2的最佳合成工艺，我们进行了正交实验，通过正交实验探讨制备过程中取代元素类型、掺杂含量、煅烧温度、煅烧时间四个因素的不同水平对材料的电化学性能的影响程度，并探讨得出最优化的合成条件为:0.025含量的Al掺杂量取代Ni元素，煅烧时间选择为12h。并发现煅烧温度对制备得到的材料的首次比容量和比容量保持率的影响均较大，并且煅烧温度越高则首次比容量越大，而煅烧温度降低则70次循环后放电比容量保持率越优异。
在基于正交实验得到的结论煅烧温度对材料性能的影响最大，因此我们制备不同煅烧温度下的LiCo1/3Mn1/3Ni1/3-0.025Al0.025O2来分析煅烧温度对材料的影响。我们采用了共沉淀法制备前驱体，然后与LiOH·H2O混合后高温下煅烧，结果发现以共沉淀法制备中较低的煅烧温度使得材料具有更优异循环比容量保持率，但是升高煅烧温度则有利于材料首次放电比容量的提高。同时我们还采用了以苹果酸和顺丁烯二酸为络合剂的溶胶凝胶法制备前驱体，实验结果却表明升高煅烧温度其不仅比容量保持率没有提高，而且首次比容量是呈下降趋势的，溶胶凝胶法下制备的材料的整体性能均不如共沉淀法制备的材料，因此合成三元材料的制备更适合采用共沉淀法。