能源需求的急剧增大正快速推动高能源和高功率密度的可充电储能设备的研究。由电池型电极和电容式电极组装成的非对称超级电容器（ASCS）被认为是最有希望满足需求的储能设备。本论文采用两种简单的新方法合成了尺寸相似但空心结构可调节的LiMn₂O₄微球,并研究了作为锂离子电池正极材料的电化学性能。通过将完整的MnCO₃分解得到的介孔MnO₂与LiOH发生固态反应,制备了具有坚固外壳和小空腔尺寸的LiMn₂O₄空心球（多孔LiMn₂O₄微球）。在锂化过程中,多孔的融合和柯基多效应是内部中空形成的主要原因。在另一种方法中,通过将MnCO₃部分分解和选择性蚀刻,制备了薄壁型的LiMn₂O₄空心球（中空LiMn₂O₄微球）。结果表明,多孔LiMn₂O₄微球比中空LiMn₂O₄微球具有更大的容量、更好的倍率性能和更好的循环稳定性。前者的初始放电容量为149mAh·g^-1,在200次循环后的初始容量为96.7%,而在10C放电时的容量为1C时的84%。分别用LiMn₂O₄微球和活性炭（AC）作为AC‖LiMn₂O₄非对称超级电容器的阴极和阳极电极。采用循环伏安法和容量测量法对其电化学行为进行了研究。实验结果表明,多孔LiMn₂O₄比中空LiMn₂O₄微球表现出更高的循环稳定性和倍率性能。在扫速为1mV·s^-1下的特定的比容量为536 F·g^-1,在功率密度为90W·kg^-1时AC‖多孔LiMn₂O₄的能量密度为33.12 Wh·kg^-1。通过间苯二酚与环六甲基四胺共聚作用,将Li和Mn元素结合形成一个球形聚合物前体,然后在适当的温度下燃烧有机基质,制备得到多孔LiMn₂O₄空心微球。样品保留了聚合物前驱体的球形形貌,由大小约为50¹00nm的纳米晶粒构成其中空多孔结构。作为锂离子电池阴极材料,LiMn₂O₄空心球具有良好的倍率性能和循环稳定性。电流密度为10C(1C=148mAh·g^-1)的放电容量超过100mAh·g^-1,在0.5C循环1000周之后放电容量仍然达到初始容量的92%以上利用其优秀的电化学性能,制备的多孔LiMn₂O₄空心微球可以应用于长时间工作高功率的锂离子电池应用程序中。