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本文采用高温固相合成法合成LiMn204正极材料。LiMn2O4的结构、形貌以及电化学性能分别通过XRD、SEM、恒流充放电测试和电化学阻抗测试进行表征,本文重点对LiMn204正极材料中存在的第二相进行研究,探索最佳的合成LiMn204正极材料的烧结条件和掺锂量。在LixMn2O4正极材料当中掺杂不同的Li含量(x=1.0,1.02,1.04,1.06),我们对样品进行XPS测试,发现随着掺锂量的不断提高,Mn4+的含量先从84.80%下降到82.62%,随后又增大到88.98%。随后我们对样品进行电化学性能测试,发现随着掺锂量的不断增大,样品的倍率性能不断增强,Rct和Rsf值出现了先增大后减小的变化趋势。经过实验分析,我们认为随着掺锂量的不断增多,Mn4+含量的变化、倍率性能的变化以及Rct和Rsf值的变化均与LiMn204正极材料中存在的第二相的变化有关。并且实验证明,当掺锂量为1.06时,合成的LiMn204正极材料具有最好的电化学性能。另外,我们还研究了不同的烧结时间(5 h,10 h,15 h和20 h)对LiMn2O4正极材料各方面的影响。实验发现,当烧结时间为10h时样品表现出最好的电化学性能。我们对样品进行XRD数据精修,发现四个样品中均存在第二相,并且XPS测试表明,随着烧结时间的增长,样品中Mn4+的含量是不断降低的,并且倍率性能也变得更差。我们认为随着烧结时间的增大,Mn4+含量的降低和样品倍率性能的减弱与样品中第二相的变化有关。为了进一步探索最佳的合成LiMn2O4正极材料的合成条件,我们在不同的烧结温度(750℃,850℃,950℃)下合成LiMn204正极材料,为了提高样品的循环性能,我们在样品中掺杂了等量的Al2O3。实验结果发现,随着烧结温度从750℃升高到950℃,(311)/(400)峰强比值不断升高,样品中第二相不断增多。我们对样品进行SEM测试,发现当烧结温度为950℃时,Li1.05Al0.15Mn1.85O4样品的结晶度最高,一次颗粒粒径最大,说明烧结温度的升高会促进样品结晶度的提高。在电化学性能测试方面,烧结温度为850℃时表现出了最优异的电化学性能。