尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4正极材料因具有高能量密度、高倍率性能、低成本及环境友好等优点成为近年来研究的热点。目前关于LiNi0.5Mn1.5O4的研究大多集中在电化学性能与物理性质(如晶体结构、Mn3+含量、形貌、颗粒尺寸)之间的关系上,而晶面取向在锂离子迁移动力学和正极/电解质界面层形成等方面也发挥了重要作用。本文采用共沉淀与水热相结合的方法合成镍锰碳酸盐前驱体,通过不同的煅烧工艺制得LiNi0.5Mn1.5O4材料。分别研究了煅烧温度、预烧气氛对LiNi0.5Mn1.5O4材料晶体结构、晶面取向、形貌和电化学性能的影响,在此基础上合成出具有相似颗粒大小和晶体结构的样品,研究了晶面取向对材料电化学性能的影响。研究了不同煅烧温度（700、800、900、1000°C）对LiNi0.5Mn1.5O4材料晶体结构、晶面取向、形貌和电化学性能的影响。结果表明,当煅烧温度为700°C时,样品结晶度较低,无明显晶面。随着煅烧温度从800°C升至1000°C,样品形貌从包含{111}和{100}晶面的截角八面体转变为仅包含{111}晶面的八面体再转变为包含{111}和{100}晶面的截角八面体。样品电化学性能的差异表明晶面取向对LiNi0.5Mn1.5O4材料的电化学性能有重要影响,{100}晶面的存在对材料的循环性能更有利。研究了不同预烧气氛（空气和氧气）对LiNi0.5Mn1.5O4材料晶体结构、晶面取向、形貌和电化学性能的影响。结果表明,氧气下预烧制备的LiNi0.5Mn1.5O4材料中不含有LixNi1-xO杂相,无序度和Mn3+含量较低,粒径小且分布均匀,{100}晶面的比例更高,从而表现出更优的电化学性能。10 C下的放电比容量为125.8 m Ah·g-1,室温下1C倍率循环200次后的容量保持率可达92.6%。研究了晶面取向对LiNi0.5Mn1.5O4材料电化学性能的影响。通过三种不同的煅烧工艺合成了具有相似颗粒大小和晶体结构但形貌不同的LiNi0.5Mn1.5O4材料,分别为仅包含{111}晶面的八面体,包含{111}和{100}晶面的截角八面体以及包含{111}、{100}和{110}晶面的倒角多面体。三个样品皆为Fd3m无序结构,具有相近的阳离子无序度和颗粒大小分布。电化学测试结果表明,三个材料的电化学性能主要受晶面取向的影响。倍率性能方面,不同晶面的Li+迁移速率顺序为{110}>{100}>{111},循环性能方面,不同晶面的稳定顺序为{100}>{111}>{110}。可见,{100}晶面对提高LiNi0.5Mn1.5O4材料的综合电化学性能有利。