中文摘要：

层状嵌锂正极材料具有高容量、高能量密度是系列化纯电驱动汽车能源供给系统锂离子电池模块最有力的候选材料。本课题针对该系列材料重要的结构参数-阳离子混排，对晶体结构中原子排列以及原子中电子云分布的不对称性进行研究，建立不均一结构的产生机理。研究证实嵌锂层状材料中I(003)/I(104)与Li/Ni混排非一一对应的关系普遍存在；材料的过渡金属层中原子的排列出现局部富集，导致电子云分布偏移、超晶格结构发生局部畸变。层状嵌锂材料过渡金属离子在过渡金属层的局部富集是不均一层状结构形成的本质原因。前驱体合成和烧结工艺是不均一结构产生的两个关键实验操作诱因。第一性原理计算预测了层状结构材料组成对Li-O层间距和脱锂功的影响规律，并预测材料的脱锂电压与实验测试结果吻合。建立以阳离子混排、Li-O层间距、过渡金属离子在层内排列以及堆垛为切入点的正极材料层状结构的均匀性和完整性的判定标准。开发两步烧结技术结合回火工艺，设计制备了电化学性能优异的锂离子电池层状正极材料体系。为解决层状电极材料的实际问题提供理论依据，后续技术延伸和产业化研究得到了国家 '863'计划的资助。