磷酸铁锂（LiFePO₄）具有稳定的充放电平台,良好的循环性能,较高的理论比容量（170 m A?h/g）。此外,它还具有安全、环保、低成本和化学稳定性等优点,成为最具潜力的锂离子正极材料。然而,磷酸铁锂材料离子扩散速率比较差和电子导电率低的缺点严重影响了在大电流密度下的电化学性能,从而限制了LiFePO₄在大功率动力电池中的应用。论文采用水热法和冷冻干燥技术相结合制备直径约为2～3μm,形貌均一,分散性良好的球形Fe PO₄/3DG前驱体。以Fe PO₄/3DG前驱体、氢氧化锂、氟化锂、抗坏血酸作为原料,研磨均匀后放入氩气气氛下的管式炉中煅烧。350℃下预煅烧5 h后加入葡萄糖,再次研磨均匀后650℃下煅烧10 h,冷却到室温后即可得到LiFePO₄复合材料。本课题采用3DG包覆和F离子掺杂,两者协同增强材料的性能。三维多孔石墨烯（3DG）是由多个二维石墨烯（2DG）片交叉无序连接而成。因此,3DG机械强度更强,比表面积更大,电子传输速率更快。选择3DG包覆既可以增强材料的导电性又可以保持材料的振实密度。同时,氟离子掺杂进LiFePO₄晶体内部,可以稳定材料的结构和增强材料的电化学性能。采用XRD、SEM、EDS、XPS、TEM和TGA等对材料的结构、形貌、组成元素进行表征。通过首次充放电、循环性能、循环伏安法和电化学阻抗等方法对材料的电化学性能进行测试。优化后得到最佳的材料为LiFePO_3.98F_0.02/3DG/C复合材料。LiFePO_3.98F_0.02/3DG/C复合材料在0.2 C下的首次放电比容量达到158.7m A?h/g,循环100圈后容量保持率为98.9%。通过计算可以得到LiFePO_3.98F_0.02/3DG/C的氧化和还原峰的Li⁺扩散系数计算为11.83×10^-12 cm²/s和6.556×10^-12cm²/s,电荷转移阻抗为102.4Ω。LiFePO₄材料的电荷转移阻抗为256.8Ω。因此得出结论,通过包覆三维石墨烯和氟掺杂改性后其材料电化学性能得到有效改善。