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锂离子电池由于其高能量密度高工作电压而成为一种可靠的储能器件。而锂离子电池所使用的有机电解液存在着生产成本,环境污染等问题,这限制了锂离子电池的大规模使用。1994年,Dahn等人提出了使用水溶液作为电解液的水系锂离子电池的概念。LiMn2O4作为一种正极材料具有倍率性能好,工作电压高等优点,但LiMn2O4的容量衰减很快,因此对材料的改性显得尤为重要。本文主要从表面包覆、体相掺杂、结构设计三个方面对材料进行了改性并研究改性对性能的影响,具体如下:（1）表面包覆:用水热法制备了LiMn2O4并包覆MgF2以缓解循环过程中锰的溶解。XRD测试结果表明包覆前后材料的结构没有发生明显变化。对材料进行电化学测试后发现包覆量在5%wt时,材料具有最佳的电化学性能。恒电流充放电测试的结果表明材料在2C电流密度下循环100圈后的放电比容量从未包覆的84.2mAh g-1提高到100.1mAh g-1,循环伏安和交流阻抗测试的结果表明MgF2包覆稳定了材料的尖晶石结构。（2）体相掺杂:通过溶胶凝胶法一步合成了Na+掺杂的Li1-xNaxMn2O4材料,借助Na+离子掺杂来稳定Li1-xNaxMn2O4在完全脱锂后的结构。结果表明,掺杂后Na+占据了原本晶格中Li的四面体位点,在锂完全脱出后,不参与电化学脱嵌的剩余的Na+可以留在材料晶格中起到稳定材料结构的作用。电化学测试发现x=0.03时材料表现出最佳的性能。Li0.97Na0.03Mn2O4的锂离子在2C电流密度循环100圈容量保持率从51.2%提高到84.1%,在10C电流密度下的倍率性能从未掺杂的52.1 mAh g-1提高到79.0 mAh g-1,这主要是由于Na+掺杂提高了锂扩散系数并稳定了尖晶石的结构。（3）结构设计:使用多孔Mn2O3作为前驱体合成了一种多孔结构的LiMn2O4,这种多孔的结构为锂离子传输提供新的通道,从而提高材料的倍率性能。结果表明材料在10C倍率下的放电容量从49.2mAh g-1提高到62.1mAh g-1,循环伏安测试表明,这种结构可以提高锂离子的扩散系数,减小材料的极化,进行交流阻抗测试发现这种多孔的结构为锂离子传输提供新的通道,加快锂离子的扩散速度。