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本论文对层状LiMnO2的合成、掺杂及其电化学性能进行了系统的研究。通过球磨促进固相反应结合熔融离子交换法合成出了单斜层状LiMnO2(m-LiMnO2)，运用XRD、SEM、TEM、XPS、FTIR和电化学方法对合成的产物m-LiMnO2进行了较为深入系统的研究。XRD结果显示合成的产物为单相、超精细结构的单斜层状LiMnO2，HRTEM显示具有明显分辨条纹的衍射间距为0.485nm，基本对应于m-LiMnO2的(001)晶面间距，FTIR结果显示m-LiMnO2的伸缩弯曲振动吸收峰位于574.78cm-1处，XPS显示m-LiMnO2中Mn元素的价态为+3价，且Mn元素的电子结合能为641.98eV。电化学实验结果显示，具有良好晶体结构的未掺杂m-LiMnO2在第1周充放电结束后，结构即向类尖晶石结构转化，初始充电比容量为271mAh·g-1，初始放电比容量为125.5mAh·g-1，随着充放电循环的进行，充放电比容量均下降，循环性能不好。
掺杂Cu元素的系列单斜层状化合物也通过上述方法合成得到。运用XRD、SEM和电化学方法对合成的系列化合物进行表征和电化学测试。结果显示Cu2+均进入到了单斜层状m-LiMnO2的晶格中，且掺杂后的化合物相对于未掺杂材料而言，均拥有更好的循环性能，但是随着掺杂Cu量的升高，材料的充放电容量呈下降趋势。
为与m-LiMnO2作比较，我们采用传统的高温固相反应和球磨促进固相反应来合成正交扭曲层状LiMnO2(o-LiMnO2)。XRD结果显示，我们采用传统的高温固相反应法(一步高温固相反应法)得到了o-LiMnO2，通常而言此法只能得到o-LiMnO2，而不能用来合成m-LiMnO2。然而，通过球磨促进固相反应法合成得到的是o-LiMnO2和m-LiMnO2的混合物，说明球磨过程对反应过程中粒子的扩散和整个固相反应的机理有着至关重要的作用。球磨促进固相反应不仅优化了合成条件，而且合成得到了电化学性能更加优异的电极材料。