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尖晶石锰酸锂作为较适合大规模生产应用的正极材料之一，具有安全、来源丰富、低成本、环保无污染等优点，是今后具有较大发展潜力的锂离子正极材料，尤其是在高容量动力型锂离子电池的应用中。但是，由于锰酸锂自身的一些缺陷如初始可逆容量低，电导率差，高温循环稳定性弱等限制了其在工业上的应用。本文针对其缺陷，就离子掺杂和表面改性这两个角度改良LiMn2O4电极材料，探索研究改性后的材料结构形貌以及电化学性能的变化。 (1)采用溶胶-凝胶与喷雾干燥法相结合的方法合成了LiNixMn2-xO4正极材料(x=0、0.02、0.03，0.04)，系统地研究了Ni2+的掺杂量的不同对合成的LiMn2O4的结构和电化学性能的影响。在该合成方法中，C6H5Li3O7·4H2O作为反应的锂源，C4H6MnO4·4H2O作为锰源，C4H6NiO4·4H2O作为掺杂的Ni2+的反应物。研究发现，当x≤0.03时，随着Ni2+掺杂量增加，球状LiMn2O4的粒径逐渐减小而比表面积和导电性却逐渐变大，从而提升了材料的电化学性能。当掺杂量为3％时，电极材料显示出较好的电化学性能，1C倍率下100次充放电循环后容量保持率分别为94.5％(25℃)和83.4％(55℃)。 (2)采用离子掺杂和表面包覆相结合，利用湿化学法合成制备了NiCo2O4包覆LiNi0.03Mn1.97O4正极材料。对LiNi0.03Mn1.97O4材料的表面通过湿化学法均匀地包覆一层NiCo2O4氧化物，来形成一层包覆层，减少与电解液中的HF酸接触，有效地抑制了Mn溶解到电解液中从而减弱了Mn溶解的恶性循环，提升了LiNi0.03Mn1.97O4电极材料的电化学稳定性。研究对比发现，当包覆量为1.0％的NiCo2O4时材料的电化学性能最优，1C倍率，常温条件下，经过100次充放电循环后容量保持率依旧为94.6％。 (3)以聚吡咯作为碳模板剂，采用化学氧化聚合法合成导电聚合物聚吡咯PPy包覆LiMn2O4正极材料，对复合材料的晶体结构形貌以及电化学性能的表征和测试，探索研究PPy对LiMn2O4电极的影响。研究结果显示:LiMn2O4/PPy电极材料显示出优良的电化学性能，1C倍率下的首次放电比容量为128.3mAh/g，100次循环后仍有118.7mAh/g。