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锂离子电池是20世纪90年代发展起来的新型二次电池。锂锰氧化物由于具有污染低,价格便宜等优点,己经成为最有吸引力的锂离子电池的正极材料。但其容量衰减、循环寿命短等问题,成为困扰它商品化应用的主要障碍。最近,具有比尖晶石型的锂锰氧化物更高理论容量的层状结构的LiMnO2,成为当前的研究热点。本文在详细评述了锂离子电池及其正极材料研究进展的基础上,选取层状结构的LiMnO2为研究对象,对其合成和掺杂改性进行了研究。采用离子交换法制备LiMnO2,研究了合成条件对LiMnO2结构和电化学性能的影响,讨论了反应温度、时间、洗涤方式和气氛对材料性能的影响,优化了合成制备工艺条件。在此基础上,尝试了对材料进行掺杂改性。通过X射线衍射(X-Ray Diffraction)分析了合成产物的晶型结构,扫描电镜(Scanning Electron Microscope)观察了材料的形貌,恒流充放电测试研究了合成材料的比容量和循环性能,循环伏安(Cyclic Voltammetry)和电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscope)简单分析了材料的电化学反应机理。研究表明,离子交换法制备的LiMnO2材料具有较好的层状结构和电化学性能,其第50次放电容量为65mAh·g-1(0.1C倍率)。层状LiMn0.95M0.05O2 (M=Al, Ni)从它们的前驱体通过离子交换法被合成。在充放电循环过程中,LiMn0.95M0.05O2 (M=Al, Ni)的放电曲线出现4V和3V两个平台,表明其发生向类尖晶石相的转变。但是与普通的尖晶石型LiMn2O4不同,这种材料依然具有很好的循环性能和较高的可逆容量。经过20次充放电循环后,LiMn0.95Al0.05O2 and LiMn0.95Ni0.05O2的比容量分别为70和65mAh/g。电化学阻抗分析结果表明,掺杂有利于提高LiMnO2的充放电性能。