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锂锰氧化物作为锂离子电池正极材料具有的污染低和价格便宜等特点。LiMnO2以及Li4Mn5O12体系正极材料具有比尖晶石型LiMn2O4更高的理论容量，使其具有较高研究价值。本文采用高温固相法，合成出了纯LiMnO2以及纯Li4Mn5O12正极材料，并讨论了合成条件对材料结构以及电化学性能的影响因素。随后，通过水热法将PVP修饰到LiMnO2以及Li4Mn5O12材料上，将材料转变为高聚物改性复合材料，并详细讨论了改性复合材料的结构及电化学性能。开展工作所得到的结果如下：
1.采用高温固相法合成了o—LiMnO2及其覆碳样品。结构表征结果表明，在750℃温度及N2气保护条件下，所合成的o—LiMnO2及覆碳o—LiMnO2样品晶型完整，无杂质相，并且覆碳o—LiMnO2样品的颗粒表面比o—LiMnO2更规整。相比在其他温度下制备的o—LiMnO2样品，在750℃下制备的o—LiMnO2表现出最好的电化学循环性能及最大放电容量。同样，相比在其他温度下制备的覆碳后的o—LiMnO2样品，在750℃下制备的覆碳后o—LiMnO2也表现出最好的电化学循环性能及最大放电容量。750℃下制备的覆碳和无覆碳o—LiMnO2在0.5C倍率下放电，容量损失率分别为29.5％和4.3％，表明覆碳o—LiMnO2比无覆碳o—LiMnO2的电循环性能有明显改善。
2.采用高温固相合成路线合成了Li4Mn5O12阴极材料。结构表征结果表明，在450℃的空气下合成的Li4Mn5O12的晶胞参数α值接近理论Li4Mn5O12晶包参数值，无杂质相。随温度上升，样品α值逐渐增大，以致越过Li4Mn5O12标准a值，并朝着LiMn2O4的标准α值慢慢接近。此时样品的放电性能会表现出部分LiMn2O4的特性。450℃下合成的Li4Mn5O12表现出较好的电化学循环性能及最大放电容量161.08mAh·g—1。350℃下合成的Li4Mn5O12表现出最好的电化学循环容量保持性。450℃下合成的Li4Mn5O12合成的材料在1mol/L LiPF6(EC：PC：DMC—1:1：1)的电解液中平均扩散系数为1.830×10-8 c㎡/s。
3.采用水热法合成了PVP改性o—LiMnO2材料。结果表明，PVP的C=O和C—N键可与o—LiMnO2表面上的Mn元素发生作用力，同时部分PVP也能插入到o—LiMnO2层状结构中。改性材料中PVP的含量为3.7 wt％。PVP改性o—LiMnO2材料在形貌上改变较大，出现了纤维或是棒状结晶。相比纯o—LiMnO2材料，经PVP改性处理后的o—LiMnO2材料表现出了更好的电循环性能及更大的放电容量，认为这主要是因为PVP可限制o—LiMriO2在循环中的结构转变及Mn的溶解。
4.采用水热法合成了PVP改性Li4Mn5O12材料。结果表明，PVP的C=O键与Li4Mn5O12发生作用力。改性材料中PVP的含量为1.0 wt％。Li4Mn5O12经PVP改性后，颗粒尺寸减小，从而使得PVP改性Li4Mn5O12样品的平均扩散系数(5.267×10-8 c㎡/s)比改性前(1.830×10-8 c㎡/s)增大。Li4Mn5O12材料经PVP改性处理以后，可比改性前表现出更好的电循环性能，这可能与氧气对PVP改性Li4Mn5O12材料的后处理有关。