橄榄石型LiFePO4具有价格低廉、原料资源丰富、环境相容性以及循环性能优良、结构稳定等突出优点,被认为是极有应用潜力的锂离子动力电池及大型储能电池正极材料之一。目前,LiFePO4正极材料的缺点主要集中在低电导率、低Li+扩散系数以及批次稳定性差等。同时,随着LiFePO4正极材料研究的升温,专利限制也是不得不面临的难题。　　 本论文以聚合物有机锂盐聚丙烯酸锂(PAALi)作为锂源和碳源,以磷酸铁(FeP04·2H2O)作为铁源和磷源,采用固相反应法制得了LiFePO4/C复合材料。并利用XRD、SEM、TEM、CV、EIS及充放电测试等分析测试手段,对材料的物理结构及电化学性能进行了考察。结果表明聚合物的粘性可以抑制原材料在混合过程中的沉降及分离,达到较为均匀的分散效果。在所制备的样品中,碳没有明显的聚集,而是比较均匀的分布于LiFePO4颗粒表面及颗粒之间,增强了LiFePO4粒子间的电接触。采用EIS技术计算了锂离子在样品中的扩散系数,得到700℃下合成的样品的Li+扩散系数为1.48×10-13cm2/s。　　 通过单因素实验考查了PAA分子量、升温速率、保温时间、热处理温度及碳含量对LiFePO4/C材料的结构、形貌及电化学性能的影响。确定了合成LiFePO4/C材料的最佳工艺条件。在优化工艺流程下制得的样品在不同的倍率下具有良好的循环性能,经过50次循环后,样品在0.1C、0.2C、1C、3C和5C放电倍率下的容量保持率分别为101.6%、104.5%、99.7%、99.1%和98%。　　 以草酸锂(Li2C2O4)和磷酸铁(FeP04·2H2O)为反应原料,在无外加碳源或者还原性气氛还原三价铁的情况下,通过简单的固相烧结制得LiFePO4。系统的考察了碳组分的掺入对材料的结构、形貌及电化学性能的影响。结果表明碳组分没有明显的改变样品的晶体结构,但可以有效的抑制晶粒生长,LiFePO4和LiFePO4/C样品的晶粒尺寸分别为32nm和25nm。循环伏安测试结果表明,Li+在LiFePO4/C电极中的嵌入脱出动力学可逆性要明显好于LiFePO4电极,碳组分的掺入使峰电位差值△V减小,峰值电流Ipc增大。同时,由于碳组分的存在,LiFePO4/C电极与LiFePO4电极相比具有更高的充放电可逆容量以及循环稳定性。在0.2C的放电倍率下,LiFePO4/C样品的首次放电比容量为158mAh/g,经过5次循环后容量保持率为100.2%,而对于LiFePO4样品,其相应值分别为119mAh/g和63.2%。采用EIS技术计算得到Li+在LiFePO4/C和LiFePO4样品中扩散系数分别为3.49×1013cm2/s和1.52×10-14cm2/s。　　 利用TG-DTA和XRD技术对LiFePO4的制备方法进行了研究,初步证明了该合成过程是自由基的还原过程,既草酸锂在磷酸铁的催化作用下分解成羧酸锂自由基,依靠羧基自由基的强还原性将磷酸铁还原成磷酸铁锂,并提出了自由基还原法制备LiFePO4可能发生的反应方程式。　　 将电导率优异的聚丙烯腈热裂解产物引入到LiFePO4体系,通过使用AA和AN共聚,改善PAN的水溶性,得到P(AN-Co-AA)共聚物。以聚合物P(AN-Co-AA)作为碳氮源,通过高温固相反应制备出LiFePO4/C·N复合电极材料。XRD测试结果表明碳氮组分没有改变样品的晶体结构,但LiFePO4/C·N样品的晶粒尺寸要明显小于LiFePO4样品。循环伏安与充放电测试结果表明Li+在电极材料中的嵌入和脱出动力学因为碳氮组分的掺入而得以改善,在0.2C的放电倍率下,LiFePO4/C·N样品的首次放电比容量为147mAh/g,经过7次循环后容量保持率为102.6%,而对于LiFePO4样品,其相应值分别为119mAh/g和57.1%。采用EIS技术计算得到Li+在LiFeP04/C·N样品中的扩散系数为1.24×1013cm2/s。