随着便携式用电器具的普及和电动汽车的发展，开发廉价、高性能、安全性高的锂二次电池成为锂离子电池工业发展的关键。层状LiMnO2用作锂离子电池正极材料，具有资源丰富、理论比容量高等优点，但是由于其结构不稳定，充放电过程中容易发生畸变，导致其电化学循环性能较差。本文以层状LiMnO2为研究对象，系统地研究了其合成方法、掺杂改性、结构表征、电化学性能等。
　　 本文以高温固相法合成了正交型LiMnO2。研究了不同合成温度对材料结构和性能的影响。实验结果表明，800℃合成的材料具有最好的晶体结构，电化学循环性能好，但是活化较慢。为了改进容量，稳定结构，分别对其进行富Li、F掺杂以及同时富Li和F掺杂，结果表明同时富Li和F掺杂的材料达到了同时改进容量和循环性能的目的。最大放电容量为146.05mAh·g-1，50次循环后的容量保持率为94.77％。
　　 为了克服高温固相法合成的材料电化学活化慢的缺点，本文采用溶胶凝胶法合成了正交型LiMn1-xAlxO2(x=0，0.03，0.06，0.09)。此方法能够使材料混合均匀。研究了不同Al量对材料结构和电化学性能的影响。实验表明，只有控制好Al的掺杂量才能达到改进材料的结构和电化学性能的目的。当Al含量为0.06时，材料的性能最好。首次放电容量为165.60 mAh·g-1，比未掺杂的材料提高了16.50 mAh·g-1，循环50次后的容量保持率为86.04％，比未掺杂的材料提高了3.38％。为了得到结构稳定的材料，采用离子交换法在空气气氛中合成了LiMnO2。合成的LiMnO2为单斜结构中的O2型结构，这种结构的LiMnO2在室温下结构稳定，在电化学循环过程中不会发生层状结构向尖晶石结构的转变。因此，表现出较好的电化学性能，首次放电容量为150.02 mAh·g-1，50次循环后容量保持率为92.29％，只是合成过程相对复杂。