锂离子二次电池因具有高电压、高容量、循环寿命长、安全性能好的显著特点而备受人们青睐。正极材料作为锂离子电池的重要组成部分成为人们研究的热点。LiMn2O4材料因价格低廉、对环境友好等优点而备受关注。大量的研究结果表明，影响锂离子电池正极材料LIMn2O4电性能的主要因素是材料的微观形貌及其结构在电化学循环过程中的稳定性，本论文主要从正极材料的制备和改性处理两方面研究锂离子电池用正极材料LiMn2O4，通过对材料的结构及电化学性能进行表征，希望找到提高材料性能的有效途径。 研究的主要内容包括：1.概述锂离子电池发展的历程以及正极材料的研究现状，提出了本论文的研究重点；2.因制备方法的选择对LiMn2O4材料的微观形貌和电化学性能等有较大影响，本文首次采用微波-模板法合成正极LiMn2O4材料，并采用红外光谱和差热分析等手段研究了该合成方法的反应机理，结果表明：该方法对材料晶粒的生长方式和缺陷结构形成具有调控作用； 3.为改善纯尖晶石型LiMn2O4材料的循环性能，本文首次采用微波-模板法制备掺杂Co的尖晶石型LiMn2O4材料，对材料的结构和性能进行表征，研究结果发现，体相掺杂Co可以有效改善尖晶石LiMn2O4材料的循环性能； 4.层状LiCoO2材料的实际容量约是理论容量的一半，为提高钻酸锂材料的实际可利用容量，首次使用微波-模板法制备Mn体相掺杂层状LiCoO2材料，采用x-射线粉末衍射、扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱和循环伏安等表征手段研究掺杂后材料的物相结构和电化学性能，结果发现，掺杂后的钴酸锂材料放电容量得到明显提高； 5.为改善LiMn2O4材料的电化学循环性能，采用钴酸锂和氧化钴对LiMn2O4材料表面进行修饰，对包覆后的材料结构和电化学性能进行表征，结果表明，表面修饰后的材料循环性能不同程度得到改善，其中表面包覆钴酸锂的LiMn2O4材料电化学性能最佳； 6.为抑制LiMn2O4材料中Mn在电解液中的溶解，采用化学镀的方法对LiMn2O4材料的表面进行修饰，对包覆后的材料进行测试表征，研究结果表明，包覆后材料的结构没有明显变化，材料的放电容量不同程度减小，循环性能得到改善。 7.首次合成了LiMn2-xSmxO4材料，对材料进行了结构表征并测试了材料的电化学性能，结果发现：修饰后的样品首次放电容量较高为119mAh/g，而且循环性能好，采用交流阻抗谱探讨了锂离子在材料中的扩散性能。