采用溶胶凝胶合成法制备锂离子电池正极材料尖晶石LiMn₂O₄,详细研究了合成条件对产物结构和电化学性能的影响。结果表明以LiBr为Li源,乙酸锰为锰源采用溶胶凝胶法制备尖晶石锂锰氧的最佳实验条件是:Li/Mn=1.05/2;合成时溶液pH=7.5;采用分段式升温,以8℃/min从室温升温到450℃,保温5小时;再以5℃/min的升温速率升温到650℃,恒温12小时,然后自然冷却到室温。 对LiMn₂O₄体相掺杂的LiMn_2-xV_xO₄,LiMn_2-xLa_xO₄和LiMn_2-x-yNi_xCo_yO₄进行了XRD、SEM、XPS和电化学性能测试,结果表明,掺杂提高了结构稳定性和电化学稳定性。其中稀土元素La掺杂有利于抑制LiMn₂O₄尖晶石的Jahn-Teller效应,从而提高材料的循环稳定性。LiMn_1.95V_0.05O₄正极材料的初始放电容量较低为110.2mAh/g,前12循环,放电容量随循环次数增加而增加,随后才随循环次数增加而衰减。Ni-Co二元掺杂LiMn_1.9Ni_0.05Co_0.05O₄,在室温下以0.2C电流进行充放电循环36次,电池初次放电容量容量为139.0mAh/g,循环36次后,容量保持率为96.4%,表现出良好的循环性能。 研究了MgO包覆LiMn₂O₄和LiMn_2-x-yNi_xCo_yO₄的尖晶石正极材料。XRD,SEM、XPS分析显示,表面包覆的试样具有晶粒表层富含Mg的尖晶石型结构,Mg以MgO形式存在尖晶石表层中,其晶体形貌完整,粒度分布均匀且平均粒度在2μm左右,具有较好的电化学性能和结构稳定性。 研究了LiMn₂O₄的Jahn-Teller效应。利用溶胶凝胶法制备富锂尖晶石Li_1+xMn_2-xO₄,通过X射线衍射,c/a和[Mn⁴⁺]/[Mn₃₊]比值等参数来研究合成条件对材料LiMn₂O₄的Jahn-Teller效应的影响。结果表明当煅烧温度t=650℃,x=0.05时有利于抑制Jahn-Teller效应。制备了包覆MgO的阳离子掺杂LiM_xMn_2-xO₄（M=Li,Ni-Co）正极材料。研究表明MgO表面改性后的正极材料Li_1.05Mn_1.9Co_0.05Ni_0.05O₄循环性能明显增强,抑制Jahn-Teller效应最好。