正极材料Li₂MnO₃·LiMnO₂是一种纳米复合材料,其具备高的能量密度、良好的循环稳定性以及低成本等特征引起了人们极大的关注。但其也存在首次不可逆容量损失大、倍率性能差和放电电压衰减等缺陷,极大地限制了其在锂离子电池中的广泛应用。为了探索通过不同制备方法和改性研究来提升其电化学性能,我们对其进行了研究,主要内容如下:首先,采用固相法制备该材料,以乙酸锰与碳酸氢铵反应制备碳酸锰的球形前驱体,再以该前驱体为模板,氢氧化锂为锂源通过固相法混合,之后在不同的煅烧温度下制备球状形貌的Li₂MnO₃·LiMnO₂正极材料。XRD图谱显示制备的材料均具备层状结构特征。将其装配成电池后研究了不同煅烧温度下该材料的电化学性能。实验结果表明,500℃煅烧合成的样品具备较好的电化学性能。在0.1 C倍率下,其首次充电/放电比容量可达345/253 mAh g^-1,优于许多其他的锂离子电池正极材料,而且具备良好的循环性能,于50次循环后其充电/放电比容量为208/184 mAh g^-1。因为制备的球形Li₂MnO₃·LiMnO₂正极材料的离子和电子导电性较差,所以其倍率性能不理想,需要对其进行改性研究来提升其电化学性能。其次,为了改善Li₂MnO₃·LiMnO₂正极材料的电化学性能,我们对其进行了阳离子掺杂改性研究。采用水热法制备了不同掺K量（掺杂量分别为0,1%,2%和3%）的该正极材料,从SEM图中可以看出制备的该材料具备纳米线形貌,虽然有轻微团聚现象,但其互相穿插的结构使得锂离子扩散路径更短,改善了其倍率性能。XRD谱图显示,随着K离子掺杂量的增加,层间晶面峰（003）峰与（104）峰向低衍射角偏移,表明K离子嵌入了Li层间。测试结果表明,掺杂量为2%的样品呈现最佳的电化学性能:在0.1 C倍率下,其首次充电/放电比容量可达362/273 mAh g^-1。50次循环后其充电/放电比容量为208/209 mAh g^-1,放电容量保持率为76%,比未掺杂的放电比容量要高出72%。而且在1 C的电流密度下,该材料仍有126 mAh g^-1的放电比容量。在2 C大倍率充放电后,再以小倍率0.1C充放电,材料的放电比容量能恢复到225 mAh g^-1。结果表明,K离子掺杂可以改善其循环性能和倍率性能。最后,我们对Li₂MnO₃·LiMnO₂正极材料进行阴离子掺杂改性研究。先采用水热法制备该正极材料前驱体,在其煅烧过程中混入一定量的LiF制备F离子掺杂的Li₂MnO₃·LiMnO₂（掺杂量分别为0,0.5%,1%和2%）正极材料。XRD谱图显示,随着F离子掺杂量的增大,对应层状结构的特征峰位置无明显移动,但是衍射峰强度有些许降低。表明F掺杂入了O层之中。电化学测试表明,掺杂量为1%时,材料的首次充放电比容量较高。0.1 C倍率下的首次充电/放电容量可达359/269 mAh g^-1,50次循环后,放电容量保持率为59%,2 C倍率下的首次放电比容量为85 mAh g^-1。不同倍率充放电后,返回0.1 C倍率时,其放电比容量回到205 mAh g^-1。结果表明,F离子掺杂可以改善Li₂MnO₃·LiMnO₂的电化学性能。