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锂离子电池不仅广泛用于小型便携设备上，作为大型动力工具如纯电动汽车，混合动力汽车以及清洁能源如太阳能和风能的动力来源和储能设备的应用也得到越来越广泛的应用。为了满足这些应用的需求，人们对锂离子电池的能量和功率密度，安全性，使用寿命等性能提出了更高的需求。作为锂离子电池的正极材料，尖晶石型LiNi0.5Mn1.5O4材料由于其工作电压高(4.7V)，容量较大(146.7mAhg-1)等优点得到越来越多研究者的关注。 在本研究中，本人采用β-MnO2模板通过固相法分别制备了LiNi0.5Mn1.5O4纳米棒簇，LiNi0.5Mn1.5O4纳米棒与石墨烯复合材料以及LiNi0.5Mn1.5O4纳米颗粒与石墨烯复合材料。首先，我们通过水热法制备β-MnO2纳米线，LiNi0.5Mn1.5O4纳米棒和纳米颗粒则由β-MnO2纳米线，乙酸镍，氢氧化锂三者的混合物在空气中煅烧一定时间后得到。通过实验结果我们发现，在制备过程中对前驱体的预烧和预烧后的再次研磨对最终形成纯的有序型LiNi0.5Mn1.5O4和纳米棒组成的簇状结构起到了至关重要的作用;我们采用相同的反应前驱体并提高固相反应的烧结时间时制备产物为结晶度良好的LiNi0.5Mn1.5O4纳米颗粒，通过LiNi0.5Mn1.5O4纳米棒/纳米颗粒与石墨烯复合的方法能提高LiNi0.5Mn1.5O4纳米棒/纳米颗粒的循环性和倍率性能。 LiNi0.5Mn1.5O4纳米棒和纳米颗粒与石墨烯复合后的正极材料的循环性，倍率性能和库伦效率都有了一定的提高。引起材料性能改善的原因是导电性非常好的石墨烯构成了LiNi0.5Mn1.5O4纳米棒和纳米颗粒的导电网络，提高了材料的导电性使材料的极化变小和倍率性提高。除此之外，包覆石墨烯以后，石墨烯纳米片能有效阻止材料与电解液反应，从而抑制材料结构变化和固体电解质膜的形成，防止材料内部电阻增大，有效的提高了材料的循环性。