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橄榄石型LiFePO4因其热稳定性好,比容量高和相对于其它正极材料价格更低的特点而广泛应用于移动电子设备、小型电子器件和动力汽车等各个领域,市场需求量大。然而,由于LiFePO4自身低的离子扩散系数和低的电子电导率的问题,发展受到限制。本课题以FeSO4·7H2O废渣为铁源采用水热法合成了LiFePO4正极材料,优化了制备工艺,针对LiFePO4离子扩散系数低和电子电导率低的问题,采取不同的方法对其进行改性研究,并通过XRD、SEM和TEM等表征手段对材料的形貌和结构进行测试,采用恒流充放电、循环伏安法、交流阻抗谱测试等手段对其电化学性能进行研究,通过系统的研究确定出最优的合成工艺。首先,通过胶体吸附原理对FeSO4·7H2O废渣进行提纯后,利用水热法和高温煅烧合成了LiFePO4@C正极材料。在本次实验的制备过程中,系统的研究了水热温度,煅烧温度和碳源添加量对LiFePO4@C的结构、形貌以及电化学性能的影响。结果显示当水热温度为230℃、煅烧温度为750℃,碳源添加量为20 wt.%时,LiFePO4@C表现出最佳的电化学性能,在0.2、0.5、1、2、5和0.2 C的电流密度下放电比容量为150.1、146.2、141.5、133.8、120.2和143.3 mAh g-1,展现了良好的倍率放电性能和可逆性能。其次,通过超声分散法辅助水热法合成了金属镓包覆的LiFePO4@C/Ga复合材料。深入系统的探究了金属镓添加量对LiFePO4@C的结构,形貌和电化学性能的影响。结果表明,镓粒子以颗粒的形式生长在碳层上,直径大小约3 nm,LiFePO4@C在保持原有结构不变的情况下,通过碳层与镓的协同作用表现出了增强的电化学性能,其中,Ga含量为1.0 wt.%的Ga涂层LFP@C的离子扩散系数σ和电子电导率σ’分别为3.73×10-14cm2 s-1和2.4619×10-3 S m-1,而未掺Ga的LiFePO4@C离子扩散系数和电子电导率仅为4.01×10-15 cm2 s-1和1.0061×10-3 S m-1,LiFePO4@C/Ga复合材料表现出更快的离子扩散率和电子电导率。最后,通过溶胶凝胶辅助水热法合成了LaFeO3和碳层共涂覆的LiFePO4@C-LFO复合材料。LaFeO3涂层和碳层在LiFePO4的表面形成了更致密的导电层,这有利于保护LiFePO4不受电解质的腐蚀,增强LiFePO4的循环寿命。LaFeO3的量为1.0 wt.%的复合材料LiFePO4@C-LFO-1表现出稳定的循环性能,在5 C的电流密度下循环100次,容量保持率达到97.98%,相对于单一碳包覆的LiFePO4@C容量保持率提高了2.15%。