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尖晶石型的锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4具有4.7V的高电压放电平台,充放电比容量高,表现出了优良的电化学性能,逐渐成为当今正极材料研究的一个热点。本论文采用复合碳酸盐共沉淀法制备出了比容量高、循环性能优良的尖晶石型LiNi0.5Mn1.5O4,并研究了Mg、Fe、Al掺杂对其物理性能、晶体结构及电化学性能的影响。尖晶石型的Li4Ti5O12是一种零应变锂离子电池负极材料,具有优良的结构稳定性和安全性能。Li4Ti5O12理论比容量为175mAh·g-1并且集中在平台区域；循环性能好,有很好的充放电平台。本论文采用溶胶-凝胶法合成了Li4Ti5O12并对其物理性能和电化学性能进行了研究。采用液相共沉淀法制备镍锰复合碳酸盐前驱体,650℃焙烧后生成的镍锰复合氧化物与Li2CO3混合,在空气中于750℃-900℃下焙烧10h,600℃退火10h得到LiNi0.5Mn1.5O4。采用XRD,SEM和恒电流充放电测试等对样品进行了表征。SEM结果表明:合成温度对LiNi0.5Mn1.5O4的表面形貌及粒径有较大影响;XRD结果表明:合成的样品均为纯的立方尖晶石结构。电化学测试结果表明,800℃合成的样品在室温下具有较好的电化学性能:0.1C、1C、2C、4C首次放电容量分别130.24mAh·g-1、129.47mAh·g-1、115.5mAh·g-1、108.05mAh·g-1,且大倍率下具有较好的循环性能。分别采用Mg、Fe、Al掺杂,研究了掺杂量对LiMxNi0.5-xMn1.5O4性能的影响。SEM表明Mg、Fe、Al掺杂对材料的表面形貌有很大影响;XRD表明当Mg、Fe、Al达到一定量时晶体结构发生变化。电化学测试结果表明Mg、Fe掺杂使得电化学性能变差,Al能过改善电化学性能,LiAl0.05Ni0.45Mn1.5O4在1C的倍率下充电,10C倍率下放电,循环测试表明其具有非常好的大电流特性。本文还研究了一种制备锂离子电池负极材料的Li4Ti5O12新工艺。以醋酸锂和钛酸丁酯为原料,异丙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备前驱体,再通过一定的热处理后制备了锂离子电池负极材料Li4Ti5O12。采用XRD、SEM及电化学性能测试等分析手段考察了不同热处理温度对产品性能的影响。结果发现,经过850℃热处理24h后得到的产品粒径分布均匀、结晶度好;并且表现出较好的电化学性能,在1-2.5V之间充放电,0.1C、1.0C和2.0C首次放电比容量分别达到158.5mAh·g-1、137.8mAh·g-1、124.3mAh·g-1,并且大电流充放电时具有较好的循环性能。研究表明该方法是适合制备高活性的Li4Ti5O12工艺方法。本文还利用LiAl0.05Ni0.45Mn1.5O4为正极,Li4Ti5O12为负极组装成全电池进行研究,在2.0-3.5V范围内充放电,LiAl0.05Ni0.45Mn1.5O4/Li4Ti5O12全电池在3.1V左右有一个放电平台。