尖晶石LiMn₂O₄由于具有对环境友好、成本低、电化学性能较好等优势，因此被认为是现有锂离子电池正极材料LiCoO₂的替代者之一。虽然尖晶石LiMn₂O₄还存在容量较低、充放电循环性较差、高温容量衰减严重等缺点，但通过采用新的合成方法、掺杂改性和表面包覆等手段可以改善其电化学性能。目前，LiMn₂O₄材料研究的重点在于提高LiMn₂O₄的可逆比容量，增加循环寿命和提高高温下材料的充放电性能。所以，合成结构稳定且性能优异的LiMn₂O₄是至关重要的工作。本论文工作共分六章： 第一章综述了锂离子正极材料研究现状、尖晶石LiMn₂O₄正极材料的制备方法、研究进展以及超级电容器的简介。同时提出了本论文的选题意义和本研究需解决的科学问题。 第二章采用尿素辅助溶胶凝胶法在较短的时间内与较低的温度下合成电化学性能优异的单相尖晶石LiMn₂O₄材料。与文献报道的方法相比，尿素辅助溶胶凝胶法使反应物在分子水平上充分接触，由于尿素的多功能作用——络合剂、燃烧剂和核生长控制剂，所得尖晶石LiMn₂O₄具有规整球形，平均粒径为60nm，分散均匀，且没有团聚。同时对尿素辅助溶胶凝胶法的制备机理进行了研究。 第三章为改善尖晶石LiMn₂O的电化学性能，选用了Li、Cr、Co、Ni、Mg、Zn、Al、Fe等元素进行阳离子和F元素进行阴离子单掺杂或混合掺杂以抑制尖晶石LiMn₂O₄的Jahn-Teller畸变，稳定尖晶石LiMn₂O₄的结构，提高材料的循环稳定性。研究表明在掺杂量为0.1时，单掺杂中Cr、Ni和Co掺杂比其余元素掺杂能更好地改善材料的电化学性能。同时本实验对尖晶石LiMn₂O₄进行了共掺杂，结果表明共掺杂效果要好于单掺，在本实验中共掺杂样品