目前锂离子电池以其高能量密度、高比功率、长循环寿命和越来越有竞争力的价格成为动力电池（电动车和储能电站）的首选。正极材料是决定锂离子电池电压、能量密度、功率密度和循环寿命的关键因素。尖晶石结构的Li1+xMn2-xO4（锰酸锂）和LiNi0.5Mn1.5O4（镍锰酸锂）正极材料，化学组成不含贵重稀有金属Co，原料成本低，其三维的锂离子扩散路径决定其本征倍率性能优异，凶此有望用作锂离子动电池正极材料。　　本文首次采用PVP（聚乙烯吡咯烷酮）凝胶燃烧法，制备了电化学性能优异的锰酸锂和镍锰酸锂材料。通过控制工艺参数合成了不同形貌的锰酸锂和镍锰酸锂材料，对其进行了性能表征，获得了颗粒形貌和电化学性能之间的关系。　　本文主要研究内容和成果如下。　　1.深入研究了PVP凝胶燃烧过程以及热处理条件对锰酸锂和镍锰酸锂正极材料颗粒形貌以及电化学性能的影响。实验中发现控制热处理条件和调整混料工艺可分别得到纳米片、微米级单晶颗粒以及亚微米级团聚颗粒等各种不同形貌。　　2.通过PVP燃烧法合成了由100 nm左右一次晶粒构成的Li107Mn1.93O4纳米片，电化学测试显示其具有优异的大倍率放电性能和循环性能。0.5 C倍率下放电比容量为115.4 mAh·g-1，40 C倍率下的放电容量相当于0.5 C的91.2％，10C倍率下室温循环850次容量保持率为81％。实验中还发现精确调控PVP燃烧法的高温焙烧温度和混料工艺，能得到其他方法难以获得的单晶型Li1.07Mn1.93O4材料。采用高温固相法进行了实用化商业锰酸锂材料的小试实验和工业化实验，制备了市场反映良好的商业锰酸锂正极材料。　　3.采用PVP凝胶燃烧法在800℃到1050℃范围内合成了不同的LiNi0.5Mn1.5O4样品，制备出了循环性能和倍率性能十分优异的LiNi0.5Mn1.5O4材料，得到了LiNi0.5Mn1.5O4材料颗粒形貌和电化学性能之间的关系。发现焙烧温度越高，一次颗粒越大，材料的界面阻抗越小，循环性能越好。还发现倍率性能并非如通常所认识的颗粒越小性能越好，而是1000℃焙烧制备的粒径适中(1～3μm)的材料性能最佳。　　4.采用1000℃焙烧，结合650℃退火36h处理工艺制备了P4332型样品，发现650℃退火处理使得LiNi0.5Mn1.5O4材料颗粒粒径较不退火样品有所增加，粒径分布范围也变宽。电化学测试表明LNMS1000-6-650-36材料也具有很好的循环性能和倍率性能。　　5.针对实验中以锂片为负极的LiNi0.5Mn1.5O4半电池中存在的正极材料和电解液严重的界面反应，本文尝试配制了电化学窗口较宽的离子液体电解液，与锂片和LiNi0.5Mn1.5O4组装了半电池，发现首次充电效率大大提高，但是倍率性能和循环性能很差，需要做进一步的研究。