LiNi_0.5Mn_0.5O₂材料作为一种的锂离子二次电池的正极材料，具有工作电压高、放电容量大充放电平台稳定等优点而受到人们的广泛关注。本论文以层状LiNi_0.5Mn_0.5O₂材料为研究对象，采用高温固相法和共沉淀高温法两种方法合成LiNi_0.5Mn_0.5O₂材料，并对合成过程中的影响因素进行优化，最后利用Al₂O₃包覆的方法改善其性能。采用热重-差热分析、X射线衍射分析、扫描电子显微镜等物理表征方法结合恒流充放电、电化学阻抗谱和循环伏安等电化学表征手段对不同合成方法得到的材料进行研究。高温固相法合成过程相对简单，便于大规模的生产。在高温固相法的制备过程中选取初始掺锂量、不同的烧结温度和烧结时间对LiNi_0.5Mn_0.5O₂材料结构形貌和性能的影响。实验结果表明：掺锂含量过量5%，烧结温度为900℃，烧结时间为12h的空气气氛中制备得到的材料具有最佳的结构形貌和性能。样品在电压2.8V⁴.6V区间内，倍率为0.1C（27.6mA/g）时，首次放电比容量达到129.77mAh/g，经过30次充放电后仍能保持在100.85mAh/g。为了提高材料的性能，我们采取相对复杂的共沉淀方法制备LiNi_0.5Mn_0.5O₂材料，并研究了pH值对材料性能的影响。通过研究表明，当合成前驱体过程的pH=11时得到的LiNi_0.5Mn_0.5O₂材料具有最佳的性能。与高温固相法相比，同样的烧结制度下，0.1C时材料的首次放电容量达到了208.04mAh/g，经过30次充放电循环过程后容量剩余155.38mAh/g。最后对共沉淀法制备得到的最佳材料进行包覆Al₂O₃研究，研究表明包覆后的材料在放电性能和循环性能上都得到了明显的提升。包覆Al₂O₃的质量分数为1%时，得到的LiNi_0.5Mn_0.5O₂材料性能最佳。0.1C恒流放电时，材料的首次放电比容量为197.25mAh/g，经过30次充放电过程后，材料的容量高达169.96mAh/g。