高电压尖晶石镍锰酸锂正极材料的电化学性能主要受材料形貌、Mn³⁺含量以及材料与电解液反应等因素的影响。因此,本文分别从球形形貌调控、暴露晶面调控以及掺杂和包覆改性等方面来探究它们具体对镍锰酸锂材料电化学性能的影响规律。主要研究内容与结论如下:（1）使用（NH₄）₂CO₃和Na₂CO₃为混合沉淀剂,采用快速沉淀水热法制备了球形LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料。混合沉淀剂中（NH₄）₂CO₃和Na₂CO₃的摩尔比对产物球形形貌的完整度、一次颗粒尺寸以及Ni、Mn比值都有较大的影响。当（NH₄）₂CO₃和Na₂CO₃的摩尔比为1:2时,所得产物因为具备多孔结构的球形形貌、较小的一次颗粒尺寸以及化学计量的Ni、Mn比值而表现出较为优异的电化学性能。该比例下制备的样品在0.5 C下的最高放电比容量为129.4 mAh g^-1,循环200圈后的容量保持率为75.3%,在10 C与20 C的大倍率下分别有110.7 mAh g^-1和93.8 mAh g^-1的放电比容量。（2）采用棒状β-MnO₂为模板,掺入醋酸锂和醋酸镍,用不同煅烧温度制备不同形貌（不同暴露晶面）的LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料。随着煅烧温度的提高,材料经历了由棒状到类棒状再到截角八面体状的形貌演变过程。在形貌演变过程中,（100）晶面逐渐暴露并扩展,材料的颗粒尺寸也逐渐变大。相对于（111）晶面而言,（100）晶面具有更低浓度的过渡金属和更高浓度的锂离子,这将极大地提升材料的循环性能和倍率性能。当煅烧温度为775℃时,所得产物不仅拥有（100）晶面,而且具备类棒状颗粒的尺寸,所以表现出最佳的电化学性能。该样品在0.5 C下的首圈放电比容量为130.1 mAh g^-1,循环100圈后的容量保持率为89.3%,50 C和100 C超大倍率下的放电比容量分别110.1 mAh g^-1和108.2 mAh g^-1。该样品与嵌锂石墨组成的全电池在0.5 C下循环100后的容量保持率为97.6%。（3）采用与纳米Al₂O₃研磨混合,再经高温烧结的方法对（1）中性能最佳样品进行Ni、Mn位的Al共掺杂改性。采用液相搅拌,再经不同温度热处理的方法对（1）中性能最佳样品进行Al₂O₃包覆改性。Al掺杂对材料所起到的主要作用是稳定结构和增加材料的无序度,以分别提升材料的循环性能和倍率性能。当掺杂量为5%时,所得产物具备最佳的电化学性能。该样品在0.5 C下的首圈放电比容量为128.4 mAh g^-1,常温循环200圈后的容量保持率为85.6%,高温循环50圈后的容量保持率为88.0%,10 C和20 C大倍率下的放电比容量分别为125.5 mAh g^-1和123.1 mAh g^-1。Al₂O₃包覆对材料所起到的主要作用是隔绝材料与电解液的直接接触,使材料免受电解液的侵蚀,缓解Mn的溶解以及合理控制SEI膜的厚度,从而很好的提升了材料的循环性能。当热处理温度为500℃时,所得产物具备最佳的电化学性能。该样品在0.5 C下的首圈放电比容量为128.8 mAh g^-1,常温循环200圈后的容量保持率为90.7%,高温循环50圈后的容量保持率为88.0%,20 C大倍率下的放电比容量为106.6 mAh g^-1。