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锂离子电池工作电压高、比能量高、容量大、自放电小、循环性能好、工作寿命长、无记忆效应，有着广泛的应用，被称为新一代高性能二次电池。正极材料是锂离子电池的重要组成部分，尖晶石型LiMn2O4作为正极材料具有资源丰富、价格便宜、环境污染小与安全性能好等优点，被认为是最有希望的正极材料之一。但尖晶石型LiMn2O4容量衰减快，大大影响了其电化学性能，限制了它的实际应用。本论文针对这一问题，采用掺杂和表面包覆两种方法对LiMn2O4材料进行改性研究，并采用LAND、XRD和SEM等手段对产品进行了检测。
掺杂改性：以乙酸锂、乙酸锰和掺杂元素的化合物为原料，柠檬酸为配合剂，采用溶胶-凝胶法对尖晶石型锰酸锂进行单一掺杂。考查了不同的掺杂元素及同种元素的不同掺杂量对材料性能的影响。XRD检测表明所合成的样品为尖晶石型锰酸锂，SEM测试结果显示样品粒度均匀，形貌规整。实验检测结果表明，掺Cu和Al后材料的电化学性能得到了一定的改善，且最佳掺杂量分别是nMn：nAl=1.9：0.1和nMn：nCu=1.92：0.08。
在单一掺杂的基础上，采用溶胶-凝胶法对锰酸锂进行复合掺杂，掺杂元素为Cu和Al。实验确定在Al的掺杂量为0.02，Cu的最佳掺杂量为0.06；Cu的掺杂量为0.06时，Al的最佳掺杂量为0.05。SEM的检测结果表明，所合成的样品晶型发育好，粒度均匀，形貌规整。实验检测结果表明，当元素掺杂量为nMn：nAl：nCu=1.89：0.05：0.06时，材料具有很好的电化学性能，初始放电比容量为108.0mAh·g-1，循环10次后还剩104.7mAh·g-1，说明复合掺杂能有效的抑制Jahn-Teller效应，提高了材料的电化学性能。
表面包覆：以最佳样品LiMn1.89Cu0.06Al0.05O2为基体，将其加入到甲醇和正硅酸乙酯[Si(OCH2CH3)4]的混合溶液中。使[Si(OCH2CH3)4]在基体表面水解缩聚形成凝胶膜SiO2，得到包覆SiO2样品。SEM检测发现包覆前后样品的粒度和形貌相似。电化学性能测试发现材料的电化学性能得到了改善。