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正极材料是限制锂离子电池进一步商业化的关键因素之一,作为应用最广泛的正极材料,Li Fe PO4因其低的电子电导率和锂离子扩散系数而被制约着进一步发展。而掺杂锰形成的磷酸铁锰锂材料兼具磷酸铁锂与磷酸锰锂的优点,被认为是具有应用前景的正极材料之一。本论文通过在Fe位进行Mn掺杂以得到电化学性能更优的Li Fe1-xMnxPO4/C复合材料。首先探究了溶胶凝胶法合成Li Fe1-xMnxPO4/C复合材料的条件,随后针对材料倍率性能差、电子电导率低等问题,依次进行了Na、Mg、Cu元素的掺杂改性、氮掺杂碳包覆改性以及在该条件下Ni元素的掺杂改性。以FeCl2·4H2O、Mn（CH3COO）2·4H2O、NH4H2PO4、CH3COOLi·2H2O和柠檬酸为原料,采用溶胶凝胶法制备一系列Li Fe1-xMnxPO4/C复合材料。研究表明,当x值为0.35、煅烧温度为750 oC、煅烧时间为10 h、碳包覆量为30%时得到的Li Fe0.65Mn0.35PO4/C复合材料具有最优的电化学性能:在2.5-4.5 V电压范围内,0.1 C时首次放电比容量为138.5 m Ah/g,库伦效率为89.0%,经多重不同倍率充放电返回到0.1 C时容量仍能达到132.3 m Ah/g,容量保留率为95.5%。以CH3COONa·3H2O为Na源和Mg（CH3COO）2·4H2O为Mg源,通过溶胶凝胶法分别合成了Na取代部分Li位的Li0.98Nax(Fe0.65Mn0.35)1-xPO4/C和Mg取代部分Fe与Mn位的Li(Fe0.65Mn0.35)1-xMgxPO4/C复合材料。研究结果表明:Li0.98Na0.02Fe0.65Mn0.35PO4/C复合材料首次充放电比容量分别为162.4 m Ah/g、136.3m Ah/g,1.0 C的容量保留率为85.5%,经不同倍率循环35圈后返回0.1 C时,容量保留率为105.1%。同样,Li(Fe0.65Mn0.35)0.98Mg0.02PO4/C复合材料首次充放电比容量分别为167.7 m Ah/g、139.0 m Ah/g,1.0 C的容量保留率为84.3%,经不同倍率循环35圈后返回0.1 C时,容量保留率为99.4%。这是因为适当的Na掺杂在锂位可增大Li+一维扩散通道,提高材料的电导率,而Mg掺杂在Fe与Mn位,会造成晶格缺陷,提升材料的导电性。当Li位掺杂Na为0.02一定时,所合成的Li0.98Na0.02(Fe0.65Mn0.35)0.97Mg0.03PO4/C初始放电容量高达147.7 m Ah/g,不同倍率充放电后返回0.1 C时,容量保持率为96.2%。以Cu（CH3COO）2·H2O为Cu源,对Fe与Mn位进行部分Cu取代改性,合成的Li(Fe0.65Mn0.35)0.98Cu0.02PO4/C复合材料具有最佳的电化学性能,0.1 C下首次放电比容量为144.9 m Ah/g,在1.0 C放电比容量为111.0m Ah/g,相对0.1 C,1.0 C容量保持率为76.6%。以PVP、三聚氰胺和尿素作为氮源进行包覆碳的掺杂改性,得到的材料的首次放电比容量依次为145.1 m Ah/g、133.9 m Ah/g和133.6 m Ah/g,库伦效率分别为91.1%、86.7%和82.1%。当充放电返回0.1 C时,容量保持率分别为85.3%、80.0%和77.2%,这是因为PVP的添加增大了晶胞体积,同时使材料形成了多孔结构,更利于离子迁移,加速锂离子的提取和插入,从而提升了材料的电化学性能。对N的不同含量亦进行了考察:当PVP与复合材料质量比为1:5时得到的材料为橄榄石多孔结构。在0.1 C下的首次放电容量达到了148.0 m Ah/g,库伦效率为84.9%,甚至在1.0 C下其容量亦能达到130.0 m Ah/g。当充放电返回至0.1 C时,容量保持率达到99.2%。在PVP最佳添加量为20%的基础上,进行了Ni掺杂,得到Li(Fe0.65Mn0.35)0.97Ni0.03PO4/C复合材料的首次放电比容量为138.4 m Ah/g,相应的库伦效率为93.5%。相对0.1 C,在1.0 C下的容量保持率也达到了78.3%。然而,经过对比可知,并没有得出比单独掺PVP更优的电化学性能。