本文针对尖晶石型LiMn2O4正极材料容量衰减较快的原因，采用溶胶-凝胶法、化学沉淀法等方法对LiMn2O4进行了表面包覆和掺杂的改性处理。通过XRD、SEM、TEM、FT-IR、TG-TGA、XPS等手段考察了制备条件以及改性前后材料结构的变化，并对改性前后的材料进行了电化学性能测试。
　　 首先，本文首次将ZnO作为表面包覆材料用于提高LiMn2O4正极材料的高温性能。通过对实验条件的考察和对包覆前后材料在常温、高温下(55℃)的电化学性能测试发现：①ZnO包覆的制备条件为500℃下焙烧5h；②少量ZnO包覆对LiMn2O4正极材料结构不会产生影响，但当ZnO包覆含量超过5wt％时，产物中出现ZnO的杂质相；③ZnO包覆后的LiMn2O4正极材料在室温及高温下充放电循环性能有显著的提高。
　　 其次，我们采用化学沉淀法首次制备了AlPO4包覆的LiMn2O4正极材料，AlPO4包覆含量应控制在1wt.％以下，包覆含量增多，材料的电化学循环性能反而降低。包覆前材料在常温和高温下经50次充放电循环后，放电容量损失分别约为18％和33％；而相同条件下，AlPO4包覆后材料的放电容量的损失分别只有3％和8％。
　　 另外，考虑到Li4Ti5O12与LiMn2O4具有相同的尖晶石结构和空间群，并且Li4Ti5O12化学扩散系数比LiMn2O4高两个数量级，而且目前尚未出现关于Li4Ti5O12包覆对LiMn2O4结构、性能影响的相关文献，本文第一次提出了Li4Ti5O12对LiMn2O4的包覆改性设想，并对该正极材料进行了考察。实验结果表明，Li4Ti5O12包覆后的正极材料常温和高温循环性能有所提高，FT-IR测试结果表明，这主要是因为Li4Ti5O12包覆可以有效地降低LiMn2O4对电解液的催化分解作用，从而提高正极材料的循环性能。除此之外，Li4Ti5O12包覆后的正极材料在大倍率下的充放电性能也有所增强，这可能是由于包覆后正极材料的化学扩散系数得到增加所致。
　　 最后，本文以三乙醇胺为络合剂，采用溶胶-凝胶法制备了不同元素掺杂的LiMn2O4正极材料。实验结果表明，少量金属元素掺杂可以提高正极材料的循环性能，但是初始容量有所下降；少量非金属元素F掺杂却能够提高材料的初始容量，但是其循环性能却大大降低。而采用适当的金属、非金属元素混合掺杂对提高正极材料的格体性能有着良好的促进作用。