Li₂FeSiO₄新型锂离子电池正极材料,具有较好的性价比、环境友好,地壳储量丰度大等优势,且在理论上可以可逆的脱嵌2个锂离子,从而获得高达332 mAh·g-1的理论容量,因而引起了研究者们的广泛关注。但是该材料本身具有极低的电导率和锂离子扩散系数,同时存在产物颗粒尺寸较大,且不均匀,合成时间过长等缺点,限制了其应用。本文针对目前研究中存在的问题,分别采取水热法和回流辅助-溶胶凝胶法合成Li₂FeSiO₄材料,并对其进行了碳包覆、稀土离子Nd3+的铁位取代两个方面的改性研究,同时利用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、红外光谱仪、电池检测仪和电化学工作站等设备对样品进行了一系列的结构表征和相关电化学性能测试。系统研究了改性硅酸亚铁锂材料的微结构和电化学性能,取得了一些有意义的结果:以纳米二氧化硅（SiO2）,硫酸亚铁（FeSO4?7H2O）和氢氧化锂（LiOH?2H2O）为原料,葡萄糖作为碳源,采用水热法制备了枣核状的纳米Li₂FeSiO₄/C复合材料,并对其进行了不同葡萄糖添加量的碳包覆和稀土离子Nd3+的铁位取代研究。测试结果表明:Li2Fe1-x NdxSiO4/C（x=0,0.01,0.03,0.05）的所有样品均为正交晶型结构,空间群为Pmn21,Li2Fe0.97Nd0.03SiO4/C样品在0.2 C倍率下首次放电容量高达177mAh·g-1,五次循环后放电比容量稳定在161 mAh·g-1,显著高于取代前Li₂FeSiO₄/C样品循环相同周次时的放电比容量。针对水热法存在的颗粒尺寸较大和碳包覆难度相对较大的问题,本实验还利用正硅酸乙酯（TEOS）和草酸亚铁（FeC2O4?2H2O）为原料,柠檬酸作为螯合剂和碳源,采用回流辅助-溶胶凝胶法制备出了改性硅酸亚铁锂Li2Fe1-x NdxSiO4/C（x=0,0.01,0.03,0.05）正极材料,研究结果表明,溶胶凝胶法制备的样品均为正交晶型结构,空间群为Pmnb。Li2Fe1-x NdxSiO4/C（x=0,0.01,0.03,0.05）正极材料首次放电容量均超过了166 mAh·g-1,Li2Fe0.97Nd0.03SiO4/C样品在0.2 C倍率下首次放电容量高达265mAh·g-1,第七次循环时的放电比容量为186 mAh·g-1,显著高于取代前Li₂FeSiO₄/C样品循环相同周次时的放电比容量。Nd3+的掺杂并没有改变晶体的结构类型。但能有效地提高硅酸亚铁锂正极材料的放电比容量、循环性能和倍率性能,显著降低电极/电解液界面电荷转移电阻,增大交换电流密度,改善电化学动力学性能。在本实验条件下,取代量为0.03时,Li2Fe0.97Nd0.03SiO4/C材料的电荷转移电阻最小,并显著低于取代前Li₂FeSiO₄/C材料的电荷转移电阻。