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随着经济社会的高速发展与电池技术的不断改进,锂离子电池的应用领域越来越广泛,需求也越来越迫切。尖晶石LiMn2O4因其成本低、资源丰富、可快速充放电和无污染等优点,被认为是非常有潜力的锂离子电池正极材料。然而,其缺点是由Jahn-Teller效应、锰的溶解、电解液的分解等原因而引起的循环性能较差。本论文通过掺杂金属阳离子、表面包覆改性等方式制备具有高能量密度、良好循环性能的尖晶石LiMn2O4材料,并且通过XRD、SEM、TEM、EDS等测试手段对前驱体、最终产物进行结构、元素和形貌的分析,采用循环伏安法、恒电流充放电测试对电极材料的电化学性能进行分析。本论文主要完成的工作如下：1、稀土元素La掺杂改性尖晶石锰酸锂。采用高温固相法,研究了稀土元素La掺杂改性锰酸锂,制备了Li1.02LaxMn2-xO4(x=0,0.02,0.05,0.1)系列产物,探索了稀土元素掺杂对尖晶石锰酸锂电极材料物理特性、空间结构稳定性以及电化学性能的影响。XRD衍射峰表明该系列产物均为尖晶石结构。其中,Li1.02La0.05Mn1.95O4在室温0.5C条件下充放电循环200圈,放电比容量由116.5mAh g-1降为100.8mAhg-1,总的比容量保持率达到86.52%。2、金属元素Al、Ti掺杂改性尖晶石锰酸锂。选择了Al和Ti掺杂改性锰酸锂,制备了Li1.02M0.02Mn1.98O4(M=Mn, Ti,Al)的系列产物,考察了不同掺杂元素对LiMn2O4电极材料结构和电化学性能方面的影响。实验结果表明：Li1.02Al0.02Mn1.98O4具有优秀的电化学性能,在室温1C条件下充放电循环205圈比容量由116.8mAh g-1降为106mAhg-1,总的比容量保持率为90.75%。3、La203包覆改性尖晶石锰酸锂。采用机械球磨结合高温煅烧的方法分别制备了5wt.%La2O3包覆的LiMn2O4和5wt.%La2O3包覆的Li1.02La0.05Mn1.95O4正极材料。XRD衍射峰表明经过表面改性处理后的产物仍然为尖晶石结构。通过TEM、SEM、EDS等检测方法对样品进行元素和形貌的分析。实验结果表明通过La203表面改性处理,LiMn2O4和Li1.02La0.05Mn1.95O4电极材料电化学性能均有明显的提升。4、刺球状尖晶石锰酸锂的制备。利用共沉淀法成功制备了纳米刺球状Mn02前驱体,然后采用高温固相法成功制备了尖晶石LiMn2O4正极材料。通过XRD.TEM、SEM等检测方法对前驱体、最终产物进行结构、元素和形貌的分析。电化学性能测试表明,刺球状LiMn2O4具有优异的电化学循环性能。