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橄榄石型磷酸铁锂（LiFePO4）理论比容量高（170mAh/g）,充放电平台平稳,体积能量密度较大,安全,无毒价格便宜,是最具潜力的锂离子动力电池用正极材料之一。目前磷酸铁锂商业化还受到一些瓶颈技术的制约:LiFePO4材料本身较差的导电性和较低的锂离子扩散系数,使其倍率性较差,特别是在大电流密度下充放电比容量衰减厉害。基于上述问题,本研究从提高LiFePO4体相锂离子扩散系数和电导率入手,以理论计算为指导,通过掺杂、包覆、形貌控制等多种手段对LiFePO4进行改性研究,加快其商业化进程。本文首先从理论入手,用Materials studio软件,基于总能量平面波赝势方法的第一性原理,由广义梯度近似的密度泛函理论计算了LiFePO4的电子结构,并进行几何优化计算。建立Ru掺杂体系模型,对不同钌掺杂量的LiFePO4原子几何结构和电子结构进行了系统理论研究。计算结果表明掺杂Ru之后体系均保持了单一的橄榄石结构,Ru的掺杂会使LiFePO4晶胞参数a和b显著降低,晶胞参数c却有略微的增大,掺杂后样品的晶胞体积变小。更小的晶胞参数b使得锂离子在[010]晶面沿一维方向上移动的路径变短,Ru掺杂有利于提高锂离子在晶体内部的扩散能力。同时计算结果显示掺杂Ru会使得体系Fermi能升高,提高能量密度。态密度计算结果表明,LiFe1-xRuxPO4总态密度峰值显著增强,并随着掺杂量的增加而增强,特别是Fermi能级附近的峰强度增大明显。掺杂后峰普遍向左移动,总态密度均向低能方向移动,表明掺杂后能级减小,有利于LiFePO4导电性能增强。能带计算结果显示Ru掺杂后,带隙降低,能带整体下降,导带底向费米面移动,使得电子从价带跃迁到导带更加容易,从而提高了LiFePO4的电导率。在理论计算结果指导下,通过表面活性剂辅助溶胶-凝胶法形成前驱,碳热还原合成LiFePO4/C和Ru掺杂LiFe0.99Ru0.01PO4/C。表面活性剂月桂酸在形成胶体粒子阶段作为阻滞剂防止了微粒的团聚,降低了微粒的粒径,最终得到直径约为100nm,近似球形,相互堆积成一个松散的多孔网状结构LiFePO4材料。掺杂的Ru取代磷酸铁锂晶格中铁原子的位置,产生少量高电导率的Fe2P和Li3PO4,这将提高LiFePO4电导率。掺杂样品LiFe0.99Ru0.01PO4/C与LiFePO4/C相比有着更高的放电比容量和倍率性,0.1C下放电比容量达到162mAh/g。在高倍率10 C下LiFe0.99Ru0.01PO4/C仍然能够保持107 mAh/g的放电比容量,且放电平台仍能保持在3.0 V以上。阻抗测试（EIS）数据显示,相比于未掺杂LiFePO4/C,LiFe0.99Ru0.01PO4/C有着更小的界面反应电阻（Rct）,同时锂离子扩散系数提高到7.152×10-12 cm2/s,是未掺杂样品的2.38倍。以上结果表明,磷酸铁锂体相中锂离子脱/嵌动力学特性可通过Ru的掺杂来提升,从而达到改善材料倍率性的目标。再次,通过软模板法合成特殊形貌LiFePO4晶体,提高材料大电流密度下的充放电性能。表面活性剂辅助溶剂热法一步合成LiFePO4粉体材料,考察表面活性剂的用量对LiFePO4微粒的形貌的影响。SEM结果显示当前驱溶液中表面活性剂SDS的浓度为0.025 g/L时,合成出的LiFePO4样品为规则的纳米棒状结构,纳米棒长约400-500 nm,直径约为150 nm,整个样品结晶度好,表面光滑,分散均匀,团聚较小。LiFePO4纳米棒晶体结构中有着更短的b轴,这将有利于锂离子在[010]晶面沿一维方向移动。LiFePO4纳米棒在0.1 C、0.5 C、1 C、2 C和5 C倍率下,放电比容量分别为151、135、121、106和95 mAh/g,充放电循环20次后,容量保持率仍高于98%。LiFePO4纳米棒的倍率性与循环稳定性均高于无规则形貌的LiFePO4。EIS结果表明,LiFePO4纳米棒界面反应电阻（Rct）降低,锂离子扩散系数提高。最后,采用导电聚合物聚吡咯（PPy）对溶剂热合成出的LiFePO4纳米棒进行原位包覆。与未包覆样品相比,当包覆量为2.95%时LiFePO4/PPy正极材料有着最优异的电化学性能:0.1 C、1 C、和5 C倍率下,放电比容量分别为153、138和118 mAh/g。导电聚合物表面包覆改性是提高磷酸铁锂微粒表面电导率的有效途径之一,包覆后的材料展现出更好的倍率性与稳定性。