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近年来,随着环境问题的加剧和资源紧缺,能源材料被广泛关注。如何高效的利用能源也变得尤为重要。在众多储能装置中,锂离子电池因其具有高安全性、无记忆效应和高比能量等优点而被大量研究。作为典型的层状正极材料,LiNiO2具有理论容量高(200 mAh g-1)、安全性好等优点,然而该材料差的结构稳定性限制了其商业化。以Mn3+部分取代Ni2+形成的LiNi0.5Mn0.5O2正极材料具有较为稳定的结构;然而,改性后的该材料的容量仍然不能满足商业化的要求。另一方面,尖晶石LiMn2O4由于其原料廉价易得、环境友好,而被认为是一种极具发展潜力的正极材料。然而,尖晶石LiMn2O4材料在循环过程中容量迅速衰退限制了材料的实际应用。将Al3+掺杂到尖晶石LiMn2O4正极材料中,由于Al-O键的键能明显高于Mn-O键,Al掺杂的Li Mn1.9Al0.1O4正极材料的循环性能得到改善。目前,多元复合正极材料(如层状-层状、层状-尖晶石等)兼具构成组分的优点,且具有高的比容量而备受关注。本文将改性后的层状LiNi0.5Mn0.5O2和尖晶石LiMn1.9Al0.1O4正极材料复合,制备了复合正极材料xLiNi0.5Mn0.5O2-(1-x)LiMn1.9Al0.1O4(LNM-LMA-x),研究了组分、烧结温度以及pH值对正极材料的结构、微观形貌和电化学性能的影响。主要研究内容和结论如下:(1)采用溶胶-凝胶法制备了xLiNi0.5Mn0.5O2-(1-x)LiMn1.9Al0.1O4复合正极材料,研究了组分对复合材料的结构、微观形貌及电化学性能的影响。研究结果表明,随着x的增加,复合材料逐渐由层状(六方相)向尖晶石(立方相)结构转变,当x=0.25-0.75时,材料为立方相和六方相两相共存。所制备的材料的平均晶粒尺寸约为130~200 nm;且当x=0.5时,材料的平均晶粒尺寸最小(130 nm)。相比于层状和尖晶石正极材料,复合材料的电化学性能明显提高。当x=0.5时,复合材料具有最大的首次放电比容量(0.1 C,236 mAh g-1)、较优的循环稳定性和倍率性能。(2)采用溶胶-凝胶法制备了0.5LiNi0.5Mn0.5O2-0.5LiMn1.9Al0.1O4复合正极材料,研究了烧结温度对复合材料的结构、微观形貌及电化学性能的影响。研究结果表明,烧结温度对材料的晶体结构影响较小。随着烧结温度的增加,复合材料均为六方和立方相两相共存。烧结温度对材料的电化学性能有着重要的影响。随着烧结温度从500 oC增加到900 oC,电极材料的放电比容量为165~245 mAh g-1。当烧结温度为700 oC时,LNM-LMA-0.5材料具有最大的首次放电比容量(0.1 C,245mAh g-1)、较优的循环稳定性和倍率性能。(3)采用溶胶-凝胶法制备了0.5LiNi0.5Mn0.5O2-0.5LiMn1.9Al0.1O4复合正极材料,通过改变氨水的加入量调节pH值,研究了pH值对复合材料的结构、微观形貌及电化学性能的影响。研究结果表明,pH值对材料的晶体结构和微观形貌影响较小。随着pH值的增加,复合材料始终为六方和立方相两相共存。随着pH值从6增加到8.5,电极材料的首次放电比容量为171~255 mAh g-1。当pH=7时,LNM-LMA-0.5电极材料具有最大的首次放电比容量(0.1 C,255 mAh g-1)、较优的循环稳定性和倍率性能。