已商业化多年的LiCoO2目前是性能最出色的锂离子电池正极材料,但是钴价格昂贵且对环境有污染的致命缺点使得锂离子电池的发展,尤其是作为动力电源的普及受到了严重制约。作为LiCoO2的替代材料,LiMn2O4原料广泛、安全无毒、价格低廉,它作为锂离子电池的关键材料受到人们的广泛关注。但是锰酸锂高温循环性能差的缺点也有待提高。人们提出了锰酸锂容量衰减的一些机理,包括结构的不稳定性,姜-泰勒效应,以及锰在电解液中的溶解。本论文的主要工作内容是研究尖晶石型锰酸锂正极材料的离子体相掺杂,以及通过包覆,形貌改善来提高材料电化学性能。首先本论文研究了不同阳离子的单元掺杂,二元掺杂对尖晶石锰酸锂晶体结构和电化学性能的影响。可以得到单种元素掺杂时,Li、Mg的掺杂效果最好,一百圈循环后放电比容量可以保持90%。二元掺杂时,Li/Mg、Li/Ni的掺杂效果最好,一百圈循环后放电比容量可以保持95%以上,而在高温55℃下,Li/Ni二元掺杂的尖晶石锰酸锂性能最佳。传统的溶胶凝胶方法不能形成完整连续的壳,仅仅是部分覆盖在尖晶石锰酸锂表面,因此包覆效果不佳。本论文尝试了用P2O5处理尖晶石锰酸锂形成一层完整连续的包覆层来包覆尖晶石锰酸锂,使电解液不直接与锰酸锂直接接触,从而防止锰溶解在电解液中。本论文中,我们还研究制备了类球形尖晶石锰酸锂。众所周知,尖晶石锰酸锂的锰溶解主要发生在(111)面,相比于普通的正八面尖晶石锰酸锂类球形锰酸锂大大减少了(111)面,因此可以有效减少锰溶解。而且这种类球形的锰酸锂具有更高的压实密度。此外,该锰酸锂材料的制备技术路线简单可控,成本低廉,因而产业化前景很好。