聚阴离子型硅酸盐正极材料，即Li2MSiO4(M=Fe、Mn等)，具有储量丰富、价格低廉、环境友好以及理论上允许两个电子的交换等优点，近几年来得到国内外研究者的广泛关注与研究。但该类材料目前仍存在不少问题亟需解决，比如对于Li2FeSiO4实现超过一个电子交换的机理到目前仍然不能较好的解释。相比之下，Li2MnSiO4因为Mn2+/Mn4+的变价易实现，可能更容易发挥高比容量，但是目前仍未有关于其接近两个电子交换的报道。基于以上问题，本论文主要从合成、表征、电化学性能以及高比容量机理等方面对铁基和锰基硅酸盐材料作为锂离子电池正极材料展开了较为系统深入的研究。　　本文采用改进的溶胶凝胶法合成了Li2FeSiO4/C和Li2FeSiO4/0.5Li2SiO3/C的纳米复合材料。XRD测试表明两者均为正交结构Pmn21空间群，且具有较高的相纯度。SEM分析显示材料为2-10um不规则的块状颗粒，该块状颗粒由尺寸为20-50nm的球状小颗粒团聚而成。从TEM图中观察到Li2FeSiO4/0.5Li2SiO3/C样品中晶态的Li2FeSiO4分布在非晶态的Li2SiO3和C之间，由此可缩短锂离子的扩散路径进而提高材料的电导率。电化学测试结果显示，该材料在10mA·g-1的电流密度下首圈放电比容量可达250 mAh·g-1，对应着每分子的Li2FeSiO4中约有1.5个电子的交换，并且高比容量的实现具有可重复性以及一致性。采用原位穆斯堡尔谱(MS)、软X射线吸收谱(sXAS)以及X射线光电子能谱(XPS)对Li2FeSiO4/0.5Li2SiO3/C实现高比容量机理进行了研究。三种表征手段均未明确观察到Fe4+的存在，表明在本文的实验条件下充放电过程中可能确实没有Fe4+的产生，或者Fe4+存在但极其不稳定，转瞬即逝。原位穆斯堡尔谱研究表明，Li2FeSiO4样品存储于空气中易被氧化。软X射线吸收谱研究表明，充放电过程中铁的价态在电极片上存在梯度分布的趋势，电极表面铁的价态最低，越往体相价态越高。当接触电解液之后，电解质盐LiPF6以及含C=0的化合物（可能包括Li2CO3、EC和DMC等）即参与了电极的表面反应。通过X射线光电子能谱进一步分析发现表面反应的产物包括LiF、LixPFy、 ROCO2-、CO32-、SiF62-等，以上的反应均可能对Li2FeSiO4实现高比容量有所贡献。　　本文采用一种新型的水热辅助的溶胶凝胶法合成(1-x)Li2MnSiO4/xLi2 SiO3/C{x=0，0.1，0.2，0.3}系列复合材料，通过对前驱体的热分析确定了其高温烧结过程经历了脱水、热分解、碳化以及产物结晶等步骤，对合成过程进行分析优化成功的获得了不含MnO杂质，且结晶性较好的复合材料。固体核磁测试表明所合成的材料为Pmnb和Pmn21两种不同晶型结构的混合相。通过碳元素分析、扫描电镜、红外光谱以及N2吸脱附等手段表明所合成复合材料碳含量约为15％wt，形貌为0.5-2um不规则颗粒，且材料均具有很高的比表面积和较小的孔径。对其电化学性能进行测试发现随着复合量x值的增加，材料的放电比容量有大幅的提高，表明Li2SiO3包覆确实提高Li2MnSiO4材料的电化学性能。当x=0.3时，首圈放电比容量为381mAh·g-1，对应着每分子的Li2MnSiO4中有2.31个电子的交换，这是首次观察到该材料超过两个电子的交换数目，推测此除了Mn2+/Mn4+的变价外还有复杂的表面反应对高比容量有所贡献，其原理可能与Li2FeSiO4相似。此外，对其循环性能和倍率性能进行表征发现，复合量x值越大的材料，在前30圈左右的循环过程中出现的放电容量衰减越严重，但在50圈循环之后四种材料的放电比容量趋于一致，复合量x值越大，对Li2MnSiO4材料的倍率性能的有改善作用，但是效果不是十分显著。