橄榄石型磷酸铁锂正极材料因其价格低廉、安全环保、工作电压高、比容量大以及其突出的循环性能和热稳定性能,已成为最具开发潜力的锂离子电池正极材料之一。特别是随着全球新能源汽车产业的发展和政策的扶持,磷酸铁锂作为一种主要的动力电池正极材料,将具有广阔的应用前景。尽管如此,磷酸铁锂由于其极低的本征电导率和锂离子迁移速率,严重制约了自身的推广应用。近年来,研究发现通过制备纳米级磷酸铁锂材料有望较好地改善材料的上述缺点。液相法是制备纳米材料的主要方法之一,并具有其独特的优势。然而,在实际液相法合成磷酸铁锂过程中,由于溶液体系的物理化学性质比较复杂,人们对其知之甚少,导致工艺参数的选择具有一定盲目性。针对这一现状,本文从热力学理论和工艺两方面对磷酸铁锂的液相合成进行了研究,从理论上预测了合成条件,并通过工艺研究得到了验证。此外,在传统高温固相法合成LiFeP04的过程中,煅烧条件的选择是决定最终材料形貌和电化学性能的关键因素之一,而对于该过程的反应历程人们研究较少。因此,本文利用TG-DSC技术对LiFePO4煅烧过程的反应动力学进行了研究,揭示了LiFePO4高温煅烧反应机理,在此基础上采用碳热还原法合成了磷酸铁锂复合材料,获得了合成最佳工艺条件。1、液相合成LiFePO4热力学理论研究以LiOH-FeSO4-H3PO4-H2O体系为研究对象,系统研究了溶液中各离子的分布状态和沉淀组分的优势区域图。结果表明,在298K、pH值0-11.3时,采用液相法可以直接制备LiFePO4,较佳沉淀pH值为8-10.5。考虑到低温下过渡相e3(PO4)2·8H2O(S)和Li3PO4(s)反应生成LiFePO4相的动力学速度较慢,本文还对亚稳状态下的Li-Fe(Ⅱ)P-H2O体系进行了研究,结果表明采用共沉淀法制备LiFePO4的一个重要条件是溶液中要有过量的锂存在。2、水热法、共沉淀法合成LiFePO4工艺研究基于热力学理论研究的结果,分别采用水热法和共沉淀法合成了LiFePO4。对于水热合成过程,体系的pH值、水热温度对LiFePO4的合成具有较大影响；控制溶液pH值在7-9,水热温度大于150℃即可获得结晶良好的LiFePO4产品。采用共沉淀法合成LiFePO4前躯体的研究表明,溶液pH值、离子浓度、沉淀反应温度和锂铁磷摩尔比对沉淀组分的影响较大；控制溶液pH7-9、反应温度65℃、Li+离子初始浓度1mol/L、Li：Fe(II)：P摩尔比3：1：1,可以合成化学剂量比的前躯体,与理论分析结果一致。以此前躯体为原料,在最优条件下合成了粒径约为1um,且颗粒分布均匀的LiFe0.96Mg0.04PO4/C材料,样品在0.1、0.2、0.5C倍率下的放电比容量分别为160、150、138mAh/g,且具有良好的循环性能。3、碳热还原法制备LiFePO4热分解动力学研究利用TG-DSC热分析技术研究了碳热还原法制备LiFePO4材料的高温合成动力学。结果表明：低温脱水反应符合Avrami-Erofeev(n=2/3)模型,即G(a)=[-1n(1-a)]2/3,f(a)=1.5(1-a)[-1n(1-a)]1/3；磷酸铁锂高温合成反应符合Avrami-Erofeev(n=1/4, m=4)模型,即G(a)=[-1n(1-a)]1/4,f(a)=4(1-a)[-1n(1-a)]3/4；各反应的非等温动力学方程如下所示：脱水反应：合成反应：4、碳热还原法合成LiFePO4工艺研究以Li2CO3、FePO4·2H2O为原料,以C6H12O6·H2O为还原剂和碳源,自制的新型镁盐(MgNH4PO4·H2O/MgHPO4·3H2O混合物)为掺杂剂,采用碳热还原法合成了电化学性能优良的LiFe0.96Mg0.04PO4/C复合材料。所制备的复合材料在0.1、0.2、0.5、1C倍率下的首次放电比容量依次为162、156、150、140mAh/g；20个循环以后,放电比容量依次为162、157、154、140mAh/g,容量保持率分别为100%、101%、103%、100%,表现出良好的循环性能。