尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4材料具有电压高(4.7V)、合成工艺简单、成本低和环境友好等优点,成为锂离子电池正极材料的研究热点。但其高温性能较差,存在4V低电压放电平台等缺点限制了其推广应用。本文利用高温固相法,通过改进焙烧工艺、表面包覆和后续退火处理等改性措施,对尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4材料的微观结构和电化学性能进行了系统的研究。本文考察了高温固相法中焙烧温度、焙烧时间对材料性能的影响,发现提高焙烧温度导致晶粒长大,晶体结构更加稳定,显著提高材料循环性能,而焙烧时间对其电化学性能的影响有一个最佳值。采用引入助扩散剂草酸的两段法焙烧工艺,降低焙烧温度和减少焙烧时间,提高了材料比容量和倍率特性。提出一种非恒温固相焙烧工艺,具有“缓升温短高温”的特点,有效控制晶粒长大和团聚,改善材料倍率性能,同时降低了能耗。首次利用对电解液稳定的A1P04材料对LiNi0.5Mn1.5O4粉体进行表面包覆,研究了包覆量、包覆后热处理温度和时间等因数对复合正极材料的微观结构和电性能的影响,结果表明包覆层能有效阻止电解液中HF对电极材料的腐蚀,600℃焙烧4h制备的1wt%包覆量的正极材料,高温(55℃)循环性能优良。通过退火工艺对材料进行后热处理,低温焙烧促使空气中氧扩散进入材料晶格中,减少低价Mn3+,消除4.1VMn4+/Mn3+电压平台,提高材料比能量密度5%。