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寻求高能量密度的电极材料是大型动力锂离子电池发展的关键。尖晶石镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4)以其成本低，安全性高及电压平台高(4.7V)等优点引起了人们的广泛-的关注。通常LiNi0.5Mn1.5O4有两种空间群结构(Fd3m和P4332)，其中拥有P4332结构的-LiNi0.5Mn1.5O4在锂离子脱嵌过程中经历两相转变过程，而Fd3m结构的LiNi0.5Mn1.5O4δ只有单相固溶体行为，所以锂离子扩散速率相对较快，倍率性能相对较高。但是，制备较纯的Fd3m空间群结构的LiNi0.5Mn1.5O4δ较困难，常伴有二次相LixNi1-xO的生成。此外，LiNi0.5Mn1.5O4δ中剩余的部分Mn3+会发生歧化反应生成Mn2+与电解液发生反应，使得循环性能变差，尤其是高温循环过程中。因此，如何改善LiNi0.5Mn1.5O4电极材料的倍率性能和高温循环特性一直是其研究的热点。本文分别探究了后处理，Fe掺杂及包覆对LiNi0.5Mn1.5O4电化学性能的影响。主要内容如下：1、通过喷雾干燥一步法合成了LiNi0.5Mn1.5O4，探究了后处理及Fe掺杂对电极材料结构和电化学性能的影响。研究表明，低温(650°C)后处理，不仅得到了较纯的样品同时使得其结构由Fd3m转变为P4332空间群结构，提高了LiNi0.5Mn1.5O4高温循环特性。然而其倍率特性却不是很令人满意，且后处理工艺复杂。Fe掺杂消除了不纯相且稳定了LiNi0.5Mn1.5O4的结构，使得材料的电化学性能得到了一定的改善。在50°C5C放电下，其初始放电比容量为128.4mAhg-1，循环100次后，保持率为71%。2、通过溶胶凝胶法合成了Al掺杂的ZnO(AZO)包覆的LiNi0.5Mn1.5O4电极材料并探究了包覆前后材料结构与电化学性能的变化。结果表明，AZO导电包覆层增加了电极材料的电子电导率且降低了电荷转移电阻，从而有效地改善了其倍率特性。此外，AZO包覆有效地抑制了电极材料中Mn的溶解，改善了其高温下大电流循环特性。在高温（50°C）大倍率（5C）下，其初始放电比容量为120.3mAhg-1，循环50次后，保持率达95%。3、高纯度LiNi0.5Mn1.5O4电极材料的制备较困难，常伴有不纯相NiO生成，NiO对其电化学性能有一定的影响。基于这一点，我们采用溶胶凝胶法合成了NiO包覆的LiNi0.5Mn1.5O4电极材料。结果表明，NiO包覆在不改变LiNi0.5Mn1.5O4结构的情况下，提高了LiNi0.5Mn1.5O4电极材料的电化学性能。即使是在高温（50°C）大倍率（5C）下，其初始放电比容量为126.7mAhg-1，循环50次后，容量保持率达94%。