LiMn2O4正极材料具有工作电压适中、无污染、资源丰富等优势，是一直被广泛应用和研究的材料，LiMn2O4的唯一缺陷就是稳定性仍不理想，本文选之作为研究对象，希望通过元素取代的方法改善其循环稳定性；三维纳米结构的TiO2制备工艺简单、结构稳定、使用安全，可以满足微机电系统（MEMS）对微型电源的要求，因此也是本文的研究对象；此外，我们还初步尝试了以下两个方向的研究：商业化天然石墨负极材料的等离子体处理及LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2样品的后处理。主要工作如下：1、LiMn2O4材料的改性研究（1）通过一步高温固相法（900℃）合成样品Li1-xNaxMn2O4（x=0-0.10），研究部分钠取代后材料的电化学性能。结果表明：纯的LiMn2O4电极的循环性能很差，Na取代以后，电极的循环性能得到改善；随着Na含量从0-0.06增加，电池的容量衰减变得缓慢，当x=0.06时，样品的容量保持率最好。（2）基于上一步的改性效果，我们优化了合成温度及Na的取代量。先预烧（470℃,10h）再煅烧（750℃,20h）合成了Li1-xNaxMn2O4（x=0，0.03，0.06，0.10）材料。Li+被Na+部分取代后，颗粒尺寸变小。常温下材料的循环性能得到改善。材料的高温循环性能和倍率性能也得到改善。综合考虑，当x=0.06时，样品的性能最优。（3）采用高温固相法合成Li1-xKxMn2O4（x=0，0.06，0.10）材料，研究部分钾取代后材料的电化学性能。常温下部分K取代以后材料的首次放电比容量增大，容量保持率得到改善。同时，材料的高温循环性能和倍率性能也得到改善。（4）基于前面的工作，对Na取代量为x=0.06的Li0.94Na0.06Mn2O4材料进行了进一步改性。一种方法是用不同质量分数的La/Ce氧化物（1wt%，2wt%，5wt%）对Li0.94Na0.06Mn2O4材料进行改性。倍率性能测试表明，La2O3改性后材料的电化学性能没有得到明显改善；CeO2改性后的材料在小倍率下的电化学性能没有得到改善，但在10C下放电时，容量改善明显。另一种方法是通过Al取代Mn，初步研究了Al部分取代Mn后的Li0.94Na0.06Mn2-xAlxO4(x=0，0.05，0.10)系列材料的电化学性能，结果表明：Al取代改善了Li0.94Na0.06Mn2O4材料的循环稳定性。2、采用涂膜法制备天然石墨负极极片，然后对极片进行表面等离子体处理，研究这种表面处理对极片电化学性能的影响。处理气氛分别为氧气（O2）、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸（AA）。结果表明，采用等离子体处理的方法可有效改进天然石墨制备的负极极片的有效容量。3、选取不同温度900℃、930℃、950℃、980℃、1000℃合成的商业化的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2材料为对象，研究了不同温度合成对LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2材料电化学性能的影响。充放电曲线与循环性能曲线表明，900℃、930℃合成的样品初始放电容量高，但循环性能较差；980℃、1000℃合成的样品初始放电容量低，但循环稳定性好。我们对900℃合成的样品进行后处理（900℃煅烧48h），不同截止电压下的充放电测试结果表明，后处理可以改善样品的循环稳定性。4、采用电解方法合成了TiO2纳米管阵列电极，研究了其电化学性能。合成材料中包含锐钛矿型TiO2和Ti单质两相物质。制备的二氧化钛纳米管正面呈圆孔状排列，侧面呈管状规则排列。材料经过6000次循环后，相结构保持不变，管壁的厚度增加，容量降低非常小。