随着能源与环境问题的日益突出以及现代科技的快速发展,对电池的性能提出了更高的要求。锂离子电池以其工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应和“绿色”环保等优点而成为可移动电源的首选。进一步提高电池性能和降低电极材料成本是锂离子电池发展和改进的主要方向。磷酸铁锂（LiFePO₄）因其具有高的理论比容量(170 mAh·g^-1),约为3.5V的电压,较好的常温和高温稳定性,低廉的成本和优良的环保性能,成为下一代锂离子电池最有前途的正极材料。然而由于晶体结构的固有限制,LiFePO₄具有极低的电子导电率,这已成为限制其应用的最大障碍。本文在详细评述了锂离子电池及其正极材料研究进展的基础上,选取橄榄石结构的LiFePO₄为研究对象,对其合成和改性进行了详细研究。采用高温固相法制备LiFePO₄,研究了合成条件对LiFePO₄结构和电化学性能的影响,并尝试了对材料进行掺杂改性。通过X射线衍射（X-Ray Diffraction）分析了合成产物的结构晶型,扫描电镜（Scanning Electron Microscope）观察了材料的形貌,恒流充放电测试研究了合成材料的比容量和循环性能,循环伏安（Cyclic Voltammetry）和电化学阻抗谱（Electrochemical Impedance Spectroscope）简单分析了材料的电化学反应机理。研究结果表明采用氟化锂为锂源,高温固相法制备的掺杂LiFePO₄材料具有较好的结构和电化学性能,其第十次充放电容量达145 mAh·g^-1 （0.1C）左右。通过镍离子掺杂或碳掺杂后的材料在充放电过程中的不可逆容量损失得以减小,循环稳定性有很大改善,其前70次循环的放电比容量一直保持在140 mAh·g^-1左右。最终确定采用高温固相法,以LiF为锂源,经300℃与600℃两个过程的焙烧制备掺杂镍和石墨的橄榄石结构LiFePO₄锂离子电池正极材料。