目前,科技的迅猛发展为人们提供了便捷的生活条件,但人类对自然的过度开发使人们不得不面临日益恶化的环境问题和能源危机。电池在所有的储能方式中较为清洁高效,因此受到越来越多的科研人员的重视,在所有的电池种类中,LiMn₂O₄电池的比容量较高,循环性能和倍率性能好,便于生产和回收,且安全无污染。因此,LiMn₂O₄电池在电池领域备受关注。近年来钠电池也是人们研究的重点,Na相对于Li来说便宜易得,且离子半径较为接近,但是钠电池与锂电池相比实际比容量普遍较低且循环性能较差。本论文在LiMn₂O₄的基础上将Na掺杂进来合成正极材料,分析Na的掺杂对电池电化学性能的影响。首先实验采用固相法,从煅烧温度、不同锂含量以及不同锰源这三个方面对LiMn₂O₄电池正极材料的合成进行实验分析,再从XRD检测分析,SEM电镜图像,电化学性能测试分析几个方面对样品性能进行对比分析,最终比较得出,当以MnO₂为锰源,且Li:Mn=1.05:2,当750℃持续煅烧12h时所制备样品的形貌最为均匀完整,而且充放电性能最好,其首次放电比容量可达到104.860mAh·g^-1,经过30次循环后,容量保持率为91.02%。在确定了LiMn₂O₄电池正极材料的最佳合成工艺之后,延续之前的制备工艺在原有LiMn₂O₄的基础上掺杂一定比例的钠去取代部分锂,制成样品材料Li_1.05-_xNa_xMn₂O₄（x=0.10,0.15,0.20,0.25）。研究发现,当x=0.15时SEM图中样品的颗粒形貌最均匀完整,尺寸为微米级,是标准的尖晶石结构,无团聚。充放电性能测试同样得出x=0.15时样品首次放电比容量最高,30次循环后容量保持率为97.32%,与未经掺杂的LiMn₂O₄样品相比较,Na掺杂后的样品的容量保持率显著提高,这说明Na的加入有效减地减小了样品的容量衰减,提高了电池的循环性能。实验的最后一部分,在原有LiMn₂O₄掺杂Na的基础上用Al去取代部分Mn,通过XRD和SEM测试结果表明,Al的掺杂使颗粒形貌保持原有的尖晶石结构,而且当x=0.15时颗粒的尖晶石形状很完整,且颗粒大小均为微米级,无团聚现象。充放电测试结果表明,相比于其它几组,当掺杂比例为x=0.15时样品的首次放电比容量最高,为125.461mAh·g^-1,当持续30次充放电循环后,放电比容量仍为122.324mAh·g^-1,容量保持率为97.5%。与未经掺杂的LiMn₂O₄样品相比较,在充放电比容量和循环性能两方面都有很大的提高,进而说明Al的掺杂对样品的电化学性能改性有很大的帮助。