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本项目主要以富锂 Fe-Mn 基正极材料为研究对象： 在合成方面，针对纳米Fe-Mn基富锂材料活性高、稳定性差的问题，（1）采用喷雾造粒法将纳米粒子组装成球形二次颗粒，控制材料的形貌、粒度、比表面积等，改善颗粒界面活性，探究材料的物理性质与电化学性能之间的关系。造粒后的颗粒比表面积明显减小，振实密度提升，倍率性能和循环性能明显改善。高振实密度、相对较小的粒径有助于材料获得较好的电化学性能。（2） 探索了简化实用的干法合成路线，以 Li2MnO3 和 LiFeO2 作为前驱体，通过高能球磨和煅烧直接合成了富锂 Fe-Mn 正极材料。煅烧温度对控制相的生长有重要作用，直接影响材料的电化学活性和稳定性。随着煅烧温度升高，材料的结晶性和层状结构变好，但出现 LiFe5O8 尖晶石相，且随温度升高而生长。控制尖晶石杂相生成与合成温度的关系，可以合成结晶良好、性能稳定的Fe-Mn基富锂材料。（3）为了控制Fe/Li混排无序，采用层状有序岩盐结构的NaxFeO2作为前驱，探索了在中高温下合成结晶良好的具有“支柱效应”的Na前驱，得到缺陷型Fe-Mn基富锂正极材料。首次放电比容量达220mAh/g，首圈库伦效率超过100%。0.2C下，经过50次循环容量在180 mAh/g以上，1C倍率50次循环后的稳定容量在140mAh/g左右，表现出优异的电化学性能。XPS结果表明，缺陷型Fe-Mn基富锂正极材料中有较多Mn3+存在，材料活性和首次效率都得到明显改善， 在改性方面，对 Na+、Mg2+、Al3+ 、Nb5+、Mo6+以及F-阴离子掺杂的富锂 Fe-Mn材料进行研究，采用密度泛函理论计算阐明了过渡金属掺杂的机理。发现Nb, Mo, F掺杂可稳定晶体结构，降低带隙，提高电导率，并且降低 O2p 在费米能级附近的强度，并为周围 O 提供电荷补偿，使 O的氧化程度降低，稳定晶格氧。显著提高材料性能，解决了材料高电压失氧引起的容量衰减问题。 在机理方面，：通过第一性原理计算优化层状材料LiMO2结构，结合晶胞中各元素间的键长和角度，计算TMO6八面体与LiO6八面体键长变化与畸变程度，评估层状正极材料之间的固溶性和结构稳定性。结合实验分析和密度泛函理论计算研究了 Fe对富锂材料中O氧化还原的激活作用，结果表明在Fe-Mn体系中，低电位下Fe3+就可与少量 O2-同时发生氧化反应。