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橄榄石型LiFePO4材料作为锂离子二次电池的正极活性物质具有良好的充放电性能和循环性能，而且它成本较低、安全性较好，因此有望替代LiCoO2成为新一代的锂离子二次电池正极活性材料。LiFePO4材料导电性能不好，而且充放电比容量也有待进一步提高。我们采用高温固相法和微波加热法合成了LiFePO4材料，其研究内容主要包括以下三个部分：
(1)在采用高温固相法合成的过程中，通过XRD、SEM和充放电性能测试等实验，研究了300℃、650℃和800℃三种合成温度对LiFePO4材料的结构、形貌和电化学性能的影响。研究发现：800℃样品的烧结程度越高，颗粒较大，表面较光滑，材料的充放电容量较低；650℃下所得样品的晶型较好，颗粒较细小，充放电性能和循环性能最好；300℃样品的晶型发育不完全，电化学性能最差。通过研究预分解步骤对样品的电化学性能的影响，我们认为合成过程中原料应预先分解。此外经程序控温加热方式得到的样品的初始放电容量能达到138mAh/g，而且循环性能稳定。
(2)在采用微波加热的方法合成LiFePO4材料的过程中，在样品上方覆盖一层石墨粉从而有效防止了Fe2+的氧化，同时也避免了文献报道中使用惰性气体保护的繁琐步骤。此外还研究了加热时间、导电剂的添加比例对材料电化学性能等的影响。研究发现：微波加热9min时得到的样品晶型比较好，且电化学充放电性能较好。石墨和碳黑的掺入均可提高LiFePO4材料的导电性，从而提高其充放电比容量，其中碳黑对提高LiFePO4材料的导电效果更明显。导电剂的掺杂比例在10wt％时较为合适。
(3)利用高温固相法首次合成了掺杂Nd元素的Li1-xNdxFePO4材料，并对其进行了电化学性能方面的测试，这方面的研究尚未见文献报道。研究了合成温度、Nd2O3的掺杂比例对材料电化学性能的影响。通过比较不同样品的XRD、SEM、CV和充放电曲线等结果，我们认为掺杂Nd元素后材料的电化学性能均得到了不同程度的提高，其中Li0.99Nd0.01FePO4材料的电化学性能最好。这主要是由于Nd元素的掺杂会引起晶格缺陷，从而提高了Li+的扩散速率，提高了材料的可逆性和充放电容量。此外还通过混合掺杂碳黑和Nd元素得到了初始放电比容量为159mAh/g的材料，而且还研究了其他稀土元素的掺杂，比较后发现Sm元素的掺杂效果最好。