锂离子电池由于具有电压高、比能量大、充放电寿命长、自放电小、无记忆效应、环境污染小等优点而受到了人们的广泛关注。本论文以层状结构Ni-Mn水滑石为前驱体合成层状LiNi_0.75Mn_0.25O₂和LiNi_0.5Mn_0.5O₂锂离子电池正极材料,并对LiNi_0.75Mn_0.25O₂和LiNi_0.5Mn_0.5O₂性能进行了研究。以共沉淀法合成层状Ni-Mn水滑石,同时考察了加料方式、反应时间、反应温度和镍锰摩尔比对合成产物结构和形貌的影响,得出最佳合成工艺条件。实验结果表明:加料方式为Mn（NO₃）₂、Ni（NO₃）₂混合溶液与NaOH溶液并流加入到Na₂CO₃溶液中,反应时间为16h,反应温度为20℃,初始镍锰摩尔比为3:1时,得到的Ni-Mn水滑石结晶度较好,纯度较高。以Ni-Mn水滑石为前驱体,与LiOH·H₂O混合后焙烧合成LiNi_0.75Mn_0.25O₂和LiNi_0.5Mn_0.5O₂正极材料,同时采用XRD、SEM、TGA-DTA、CV、EIS和充放电等多种测试对LiNi_0.75Mn_0.25O₂和LiNi_0.5Mn_0.5O₂的性能做了研究。研究了温度、时间和初始掺锂量对合成LiNi_0.75Mn_0.25O₂的结构和性能的影响。实验结果表明:850℃焙烧16h,初始掺锂量Li/（Mn+Ni）=1.1时,LiNi_0.75Mn_0.25O₂在2.5-4.5V范围内,倍率为0.1C(18mAh·g^-1)时首次放电容量达1 80.7 mAh·g^-1,30次循环后容量为142.4 mAh·g^-1,容量保持率为78.7%。研究了焙烧温度、焙烧时间、初始掺锂量、锂源和合成工艺对制备LiNi_0.5Mn_0.5O₂结构和性能的影响。实验结果表明:800℃为最佳焙烧温度;随着焙烧时间延长,LiNi_0.5Mn_0.5O₂循环性能改善;最佳掺锂量为Li/（Mn+Ni）=1.1。空气气氛中,800℃焙烧12h,当初始掺锂量Li/（Ni+Mn）=1.1时,样品在2.5-4.5V范围内,倍率为0.1C(18mAh·g^-1)时的首次放电容量达181.2 mAh·g^-1,30次循环后放容量保持为168.9mAh·g^-1,容量保持率为93.8%。800℃焙烧24h,初始掺锂量Li/（Ni+Mn）=1.1,氢氧化锂和碳酸锂作锂源合成LiNi_0.5Mn_0.5O₂性能优良,首次放电容量分别为149.8和153.1 mAh·g^-1,循环30次后容量无衰减;而以硝酸锂作锂源合成LiNi_0.5Mn_0.5O₂电化学性能欠佳。650℃焙烧4h后,再接着800℃焙烧12h的二次焙烧有利于合成性能较好的LiNi_0.5Mn_0.5O₂,二次焙烧的LiNi_0.5Mn_0.5O₂具有完整的层状结构、良好的表面形貌和较好的电化学性能,其首次放电容量为171.4 mAh·g^-1,循环30次后容量无衰减。对LiNi_0.75Mn_0.25O₂和LiNi_0.5Mn_0.5O₂进行了循环伏安和交流阻抗研究,得出:LiNi_0.75Mn_0.25O₂和LiNi_0.5Mn_0.5O₂中锰以+4价态存在,满充态比全放电态阻抗小。