橄榄石型LiFePO₄因其价格低廉、对环境友好、循环性能优良、安全性能突出等优点而成为最具开发和应用潜力的新一代锂离子电池用正极材料。本文采用改进的固相反应法、溶胶-凝胶法及葡萄糖还原法制备了LiFePO₄/C、Li（Mn,Fe）PO₄/C及LiFePO₄/（Ag+C）复合正极材料。利用XRD、SEM、TEM、EDS和Raman等技术对产物的微观结构和形貌进行了分析,并采用恒流充放电、循环伏安（CV）和电化学阻抗谱（EIS）技术测试其电化学性能。重点探讨了合成工艺条件对以廉价Fe³⁺化合物为铁源“一步固相反应”原位合成的碳包覆LiFePO₄复合材料的物理和电化学性能的影响。 分别以Fe²⁺化合物和聚丙烯作铁源和导电剂碳源,采用固相反应合成了一种LiFePO₄/C复合材料,碳在其中以无定形纳米网络的形式均匀分布于LiFePO₄颗粒之间或包覆在其颗粒表面,600℃合成的LiFePO₄/C（试样C）颗粒尺寸在100～200nm之间。作为对比,采用固相反应合成了纯LiFePO₄（试样A）和物理混合的LiFePO₄+碳黑（试样B）粉体,二者在600℃烧结产物的颗粒尺寸分别为5-10μm和1～5μm。试样A、B和C作为锂离子电池正极在0.1 C倍率的首次放电容量分别为116.4mAh·g^-1、143.6mAh·g（-1）和159.8mAh·g^-1。研究发现,均匀分布的纳米碳网络提高了LiFePO₄的导电性,抑制了其颗粒聚集长大,进而改善了其电化学性能。 提出了一种原位合成碳包覆LiFePO₄粉体的新方法。其特点是,以廉价的Fe³⁺化合物为铁源,以聚丙烯为还原剂和碳源,碳包覆和LiFePO₄晶体生长同时进行,一步固相反应原位合成单相橄榄石结构的碳包覆LiFePO₄复合材料。该方法所采用的原材料价廉易得、制备过程无需预烧和碳包覆后处理、工艺简单,特别适合大规模工业化生产。研究发现,聚丙烯高温分解产物（碳和氢）在合成中起了关键作用:（1）碳和氢同时作为还原剂将Fe³⁺还原为Fe²⁺,确保了LiFePO₄产物的纯度;（2）碳包覆在LiFePO₄颗粒周围,作为导电剂提高了其总体电导率;（3）包覆的碳膜作为晶体生长抑制剂阻碍了LiFePO₄颗粒的聚集长大。 经“原位合成法”得到的碳包覆LiFePO₄复合正极的电化学性能得到了改善。700℃合成产物以0.1 C倍率在30℃的首次放电容量达164mAh·g^-1,接近其理论比容量170mAh·g^-1。0.3C和0.5C的首次放电容量分别为154.5mAh·g^-1和150.5mAh·g^-1,150次循环后仍分别保持在145mAh·g^-1和135.7mAh·g^-1,容量保持率分别为93.9%和96.8%,表现出良好的循环性能。高温（55℃）充放电测试发现,该复合正极在0.05C～1.5C范围内55℃的放电容量均大于30℃的放电容量。1C和1.5C的可逆放电容量分别从30℃的121mAh·g^-1和105mAh·g^-1增加到55℃时的136mAh·g^-1和123mAh·g^-1。电化学阻抗谱对比说明LiFePO₄/C电极在55℃的总阻抗明显小于30℃的总阻抗。