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随着对大型电化学能源存储需求的增加，现在急需高能量密度、高倍率性能和高循环稳定性的锂离子二次电池来满足当代的发展。归因于锰基材料价格便宜、环境友好和来源丰富等特点，这类材料被认为是锂离子电池中最有前景的材料。再者，纳米材料拥有可控的颗粒大小、特殊的形貌和内部空隙的结构，这些可以帮助提高电极材料的电化学性能。纳米结构可以减少锂离子传输的途径，并增加锂离子嵌脱的位置，而在结构内部的空间则可以缓和充放电过程中的体积膨胀产生的应力，因此由此提高倍率性能和循环稳定性。在这项工作中以立方体碳酸锰为前驱体使用新的方法合成纳米结构锰基材料，主要的内容和结果如下所示: (1)以立方体碳酸锰为前驱体制备多孔锰酸锂，并探究其纳米结构对锂离子电池性能的影响。场发射扫描电镜观察表明，制备的产物拥有立方体形貌，边长约为250 nm，与前驱体三氧化二锰的大小相当，并且拥有一个由50 nm左右的单晶颗粒组成的多孔的结构。充放电测试表明，合成的材料拥有优越的倍率性能和循环性能。在30C电流下，放电容量仍保持108 mAh g-1，10C电流充放4000圈后容量保持率为81％。这些优越的性能得益于它的特殊结构。纳米颗粒可以减少锂离子传输的距离并有利于锂离子的嵌脱，多孔结构的空隙可以减缓在充放电中的体积变化，而单晶颗粒可提高材料的稳定性，赋予电池优越的性能。 (2)这个工作提出一种新颖的合成尖晶石镍锰酸锂的方法。用立方体碳酸锰煅烧得到的多孔三氧化二锰纳米颗粒为模板，诱导形成晶面和颗粒大小可控的八面体镍锰酸锂。调节燃烧温度可控制模板里的孔隙大小，使其均匀分散在颗粒中，并且有利于镍离子和锂离子的掺入而形成拥有(111)面的尖晶石。充放电测试表明结果，合成产物拥有优越的循环性能，常温下10C电流3000圈循环后，容量保持率为78.1％，55℃下5C电流500圈循环后，保持率为有83.2％。 (3)以立方体碳酸锰为前驱体，合成了一种具有三壳的空心纳米立方体结构的三氧化二锰负极材料。这种特殊结构是在热分解碳酸锰的时候，形成氧化物的收缩力和材料的支持力这两种力的相互作用而形成的。通过充放电测试表明得到的三氧化二锰作为锂离子电池负极材料具有优越的循环性能和倍率性能。在500 mA g-1的电流下能放出607 mAh g-1的容量，100圈后容量保持率为88％，2000 mA g-1的电流下仍能放出347 mAh g-1的容量。