本论文在详细评述了锂离子电池及其正极材料研究进展的基础上，选取层状LiMnO2为研究对象，对其制备、复合和掺杂改性进行了研究。 采用一步固相法，以葡萄糖为碳源，还原氛围中成功地直接由LiOH、MnO2合成了o-LiMnO2及LiMnO2/Li2MnO3正极材料；以750℃下热处理MnO2得到的Mn2O3为锰源，分别通过固相法和水热法合成了o-LiMnO2正极材料；同时，采用Mg和Mo元素对LiMnO2材料进行掺杂。与以Mn2O3为锰源合成o-LiMnO2相比，以葡萄糖为碳源合成o-LiMnO2的过程中无需对MnO2高温预处理，大大简化了合成工序，缩短了合成周期。 利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等手段对产物的物相和微观形貌进行了表征；同时通过充放电测试和交流阻抗测试考察了所得样品的电化学性能，利用非原位XRD图谱分析了充放电过程中LiMnO2/Li2MnO3复合材料的物相变化。通过元素分析仪和等离子体原子发射光谱仪分别对LiMnO2材料中的含碳量和复合材料中的Li/Mn比值进行了测定。 在大量的实验数据的基础上，我们获得了原料配比、反应温度等条件对合成产物的性能影响。结果表明：合成o-LiMnO2样品的优化条件为Li:Mn:C摩尔比为5:4:2，750℃下焙烧12h；样品具有较好的电化学性能，15次循环后，放电容量为122 mAh·g-1；同时，获得的0.23Li2MnO3·0.77LiMnO2材料与o-LiMnO2的3V和4V平台不同，呈现出4.1V和2.5V的充放电平台，充放电过程中存在部分向MnO2转变，这种转变对电化学性能有了很大的影响，出现了放电效率大于100％的现象；30次循环后复合材料的放电容量为218 mAh·g-1，明显地改进了o-LiMnO2的充放电性能。 以Mn2O3为锰源水热法得到的o-LiMnO2性能要优于固相法结果；通过对合成的部分LiMnO2掺杂改性研究，结果显示：掺Mg摩尔百分含量为10％时，20次循环后放电容量保持在86.27％以上，电池的循环性能比没有掺Mg样品有明显提高；掺Mo对材料的性能改性没有掺Mg的效果好，但同样摩尔百分含量的掺杂也是有效地提高了循环性能。同时，对LiMnO2/VO2(B)复合材料的电化学性能也进行了研究。