磷酸铁锂与其他正极材料相比因具有原料价格低廉、循环性能优良、无污染等特点,是一种有着非常良好发展前景的锂离子电池正极材料。但其本身存在着电子电导率和离子扩散速率低的缺点,所以改善其电导率和锂离子扩散速率从而提高材料的电化学性能是本研究的关键。本文主要采用碳热还原法制备LiFePO4/C正极复合材料,对上述问题进行有效的探索分析。通过XRD、SEM等手段对制备的正极材料进行结构、形貌和物理定性分析研究,并结合恒流充放电等测试手段分析LiFePO4/C正极复合材料的电化学性能。研究了碳源对合成产物的结构和电化学性能的影响。结果表明碳源对材料的性能有很大的影响,当以聚乙二醇6000(PEG6000)为碳源,且加入量为n(Fe):n(C)=1:2时,材料颗粒均匀,碳包覆效果好,且表现出优异的的电化学性能,0.1C、1C和5C放电比容量分别为148、140和99.5mAh/g。在确定了碳热还原法制备LiFePO4/C正极复合材料最佳工艺参数的基础之上,通过高价金属氧化物(Nb205)进行掺杂改进,形成晶格缺陷,改善材料的导电性和锂离子扩散能力,以进一步提高其电化学性能。结果表明,在 Li1-5x-aNbxFePO4/C(x=0.005,0.01,0.015)正极复合材料中,当x=0.01时掺杂效果最佳,0.1C、1C和5C的放电比容量分别为 151.6mAh/g、143.2mAh/g 和 114mAh/g。本文还通过水热法制备LiFePO4,并在水热法的基础上进行碳包覆处理。研究了不同的水热合成温度对材料性能的影响,结果表明170℃水热条件下合成的样品经碳包覆后形貌规则,大小均匀,且表现出较好的电化学性能,在0.1C、1C和5C的放电比容量分别137.7mAh/g、125mAh/g 和 95.1mAh/g。