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与传统的铅酸电池和镍氢、镍镉电池相比,锂离子电池具有工作电压高、能量密度高、输出电压高、比容量高、循环性能良好、无记忆效应和安全性能好等优点,其应用领域越来越广泛。锂离子电池主要是由正极材料、负极材料、电解质和隔膜组成的。而在锂离子电池的各个组成部分中,正极材料性能的好坏对锂离子电池的发展至关重要。因此,研发高性能的新型锂离子电池正极材料是锂离子电池发展的重要任务。LiFeP04是目前研究和应用较普遍的正极材料,但其较低的电子导电率和Li+迁移率极大地限制了放电倍率性能,因此,常通过碳包覆和金属离子掺杂的方法来提高其电子导电率和Li+迁移速率。 本文以pH为主要因素,同时对三种改性方法(碳包覆、Li位掺杂Mg2+和Fe位掺杂Mn2+)进行综合研究。采用水热合成法,在2000c-F,宽pH值(pH=3~10)范围内制备LiFeP04正极材料,并探究了不同pH、不同改性方法、掺杂量对材料形貌及电化学性能的影响。主要获得了以下成果: (1)在未进行改性处理时,pH=3时未得到LiFeP04,生成的产物是Fe2POs;pH=4、5和pH=10时,产物的主相为LiFeP04,但其中含有Fe2P05杂相,纯度不高;pH=6~9时,合成的LiFeP04纯度较高,且随着pH的增大,样品的颗粒尺寸逐渐减小,LiFeP04的电化学性能越来越好,pH=9时,材料的首次放电比容量为121mAh·g-1,容量保持率为84.3％; (2)以葡糖糖作为有机碳源,在200。C的温度下,分别对pH=6~9时合成的LiFeP04材料进行表面包覆改性。结果显示,经过碳包覆处理后,在各个pH值下都合成了纯相的LiFeP04,且随着pH的升高,产物的电化学性能越来越好。pH=9时,在0.1C放电倍率下,材料首次放电比容量达到145.7mAh·g-1,30次循环后容量保持率为91.7％; (3)选择不同的掺杂量在Li位掺杂后合成Lil.xMgxFeP04。结果表明,在x=O.01时,DH:6、7下合成的Li099M9001FeP04中所含杂质较多,主要为Fe2POs;随着pH的升高,材料的首次放电比容量和容量保持率都有所增加;X_0.02时,Lio98Mgo02FeP04样品电化学性能的变化趋势与x=0.01时相同,也是随pH的升高而改善;pH=9时,Lio99Mgo oiFeP04和Lio98M9002FeP04的首次放电比容量分别为140.8mAh·g-1、143.6 mAh‘g-1。 (4)选择Mn(CH3coo)2中的Mn2+对LiFeP04进行Fe位掺杂,在pH=6~9范围内合成LiFemMnxP04。实验结果显示,在x分别为0.01和0.02时,产物的电化学性能均是随着pH的升高而得到改善,且Fe位掺杂时掺杂量较小,即x=0.01时,合成的LiFe0.99Mn0.01PO4电化学性能更好。pH=9时,其首次放电比容量和经过30次循环后的容量保持率分别为143.9mAh·g-1和92.8％。