近年来,得益于其高能量密度、良好的循环性和环境友好性等优势,锂离子电池在国内外得到了迅速发展,成为现阶段二次电池中的首选,在可便携电子产品、电动车、混动车和大规模储能设施等领域中得到广泛应用,并持续引领着产业变革,极大的改变了人们的生活方式。尖晶石镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4,LNMO)正极材料拥有高能量密度、高工作电压和大放电比容量等优点,得到了广泛关注。但由于工作电压高,造成材料的循环稳定性不佳。本文从构建LNMO形貌结构、阳离子掺杂和固体电解质表面包覆几个方面出发,全面提升LNMO正极材料的电化学性能。论文的第一部分采用软模板剂（聚氧化乙烯,PEO）辅助溶剂热的合成途径,合成出了具有三维孔通道结构的镍锰酸锂空心微球。在此过程中,PEO作为软模板,可以与溶剂热过程中形成的碳酸盐前驱体形成络合物,同时PEO作为长链聚合物,利用缠绕、桥接等空间效应形成了稳定的分散体系,协同作用形成了分布均匀的碳酸盐前驱体微球。在混锂煅烧过程中,PEO高温分解,由此得到了具有三维孔通道结构的镍锰酸锂空心微球。电化学结果表明,LNMO-PEO-1g在0.1 C放电倍率下的比容量为143.1 mAh·g-1,以1 C倍率循环100圈后,容量保持率为92.2%。该策略可以提高材料的电化学活性和电化学性能。论文的第二部分通过在溶剂热过程中加入钒源,得到金属钒掺杂的LNMO正极材料。扫描电子显微镜（SEM）结果显示,掺杂改性后的LNMO呈现典型的正八面体尖晶石形貌。X射线粉末衍射分析（XRD）精修和X射线光电子能谱分析（XPS）结果表明,钒的掺杂增大了LNMO的晶格参数,增加了材料中Mn3+的含量。V-0.04 LNMO在1 C放电倍率下的比容量可达128.36 mAh·g-1,100圈循环后的容量保持率为99.74%。LNMO材料的倍率和循环性能均得到显著改善。电化学交流阻抗谱（EIS）证实,采用该法改性后的LNMO正极材料具有更低的电荷转移电阻。论文的第三部分利用湿化学法对LNMO微球进行了铌酸锂（LiNbO3,LNO）的表面包覆改性。XRD和XPS结果表明,包覆改性不仅在LNMO表面包覆了一层LNO包覆层,而且在LNMO表面形成了富Mn3+区。富Mn3+区增加了Li+的传输通道和电子跃迁,提高了LNMO的离子和电子电导率,倍率性能得到有效提升。LiNbO3作为包覆层可以抑制LNMO与电解液发生不良副反应,抑制Mn的溶解,提高了循环性能。