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随着锂离子电池应用领域的不断扩大，特别是电动汽车，给锂离子二次电池进一步发展带来了广阔的前景，同时对性能、价格等也提出了更高的要求。由于Fe-Mn基富锂正极材料(1-x)Li2MnO3·xLiFeO2，不仅具有价格低廉、储量丰富，环境友好等优点，同时还有高理论比容量，高能量密度等特点，所以是一种具有应用潜力的正极材料。 目前，有关Fe-Mn基富锂材料的研究较少，合成具有高容量Fe-Mn材料的方法仅局限于复杂的共沉淀-水热-煅烧三步法。所以本论文首先尝试采用三种不同的合成方法：草酸盐共沉淀水热法，水热辅助溶凝胶法和改性Pechini法，寻找适合Fe-Mn基富锂材料合成的简单方法。论文考察了合成方法对材料的结构、形貌、物理化学性质及电化学性能的影响。研究表明，颗粒尺寸及杂质相的存在是影响材料电化学性能的主要因素。相比较而言，改性Pechini法合成得到的材料杂质较少，且具有较好的电化学性能，是一种适合Fe-Mn基富锂材料合成的简单方法。 在上述研究基础上，论文采用改性Pechini法，对Fe-Mn基富锂材料的合成进行了深入研究。通过XRD，Raman光谱，SEM，TEM，XPS等实验手段，对Fe-Mn富锂材料(1-x)Li2MnO3·xLiFeO2(0.15％时，材料中容易产生Li2CO3杂质，影响材料电化学性能； (c)煅烧温度对材料颗粒尺寸及比表面积影响较大，煅烧温度较低的样品具有较小的颗粒尺寸和较大的比表面积，表现出较高的首次放电容量，但是材料结晶度差，循环性能差；煅烧温度高的样品颗粒较大，首次放电比容量低，循环稳定性较好。 所以本文在合成过程中不采用锂过量，并对得到的产物，在750℃短时间保温1min(即保持相对较小的颗粒尺寸又提高了颗粒的结晶度，所以兼具较高的首次容量和良好循环稳定性)合成了x=0.3的0.7Li2MnO3·0.3LiFeO2正极材料，在2.0～4.8 V，40 mA/g的条件下，首次放电比容量达195 mAh/g，同时循环50次后的容量达160 mAh/g，保持率为82％。并且在较高的2C(400 mA/g)倍率下仍有较高的比容量(>110 mAh/g)。 针对Fe-Mn基富锂材料倍率性能较差的特点，论文采用具有优异的2D导电性网络结构的石墨烯，与正极材料复合，有望能减小锂离子传输时的阻抗，特别是电荷转移阻抗改善Fe-Mn基富锂材料的倍率性能。论文通过三种方法尝试合成石墨烯与Li1.26Fe0.22Mn0.52O2正极材料的复合，通过XRD，SEM，TEM等手段表征，结果表明将Li1.26Fe0.22Mn0.52O2与氧化石墨烯混合后，在氩气气氛下还原得到的复合材料具有较好的循环性能与倍率性能，在2.0～4.8 V，200 mA/g的条件下，样品F03-650*/RGO*复合材料的首次放电比容量为180 mAh/g，50次循环后容量达150 mAh/g，容量保持率为83％。