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橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO4)和尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)是两种重要的锂离子电池正极材料,和层状LiCoO2相比,具有原料来源丰富、价格低廉、安全、对环境友好等特点,是很有发展前景的动力锂离子电池正极材料。然而,这两种材料存在一些技术难题,亟待人们的解决。如LiFePO4的本征电导率很低,往往需要在其表面包覆一层导电性物质,以改善其倍率性能;LiMn2O4存在尖晶石结构不太稳定、容易发生Jahn-Teller效应、以及高温时循环性能不佳等问题。这些问题严重阻碍了这两种材料的实用化进程。本文针对这些问题,首先通过高温固相法分别制备了具有单一结构的LiFePO4和LiMn2O4正极材料,而后通过纳米碳管掺杂和表面SiO2包覆的方法在一定程度上解决了 LiFePO4倍率性能不佳和LiMn2O4高温条件循环性能不好等问题,具体而言主要取得了如下结果:(1)由于高温烧结过程中,部分锂盐受热分解,因此,人们在制备过程中通常会加入过量锂盐,以弥补上述过程中锂盐损耗所造成的影响。由于Li3PO4是一种电的不良导体,若加入过量Li3PO4会导致本征电导率不足的LiFePO4电子迁移率更低。本文以Li3PO4为主要锂源,过量部分锂盐以Li2CO3代替,通过高温固相法制备了具有单一橄榄石型结构的LiFePO4正极材料,并进一步研究了 Li2CO3使用量对LiFePO4/C复合物各项理化性征和电化学性能的影响。研究表明:过量Li2CO3的加入不会破坏LiFePO4的晶体结构,相反,它的加入很好补充了烧结过程中锂盐的损耗。同时,与使用单一锂源制备的样品相比,它具有更高的振实密度。实验结果表明,Li2CO3过量6%的时候,制备的LiFePO4正极材料电化学性能最好,不同倍率条件下的首次放电比容量分别达到141.7 mAh·g-1(0.5C),125.2 mAh·g-1(1C),119.9mAh·g-1(2C),108.9mAh·g-1(5C),其中 2C 条件放电时,50 周循环以后容量保持率为94.6%;(2)鉴于LiFePO4本征电导率很低的缺点,本文在电极制备过程中加入少量纳米碳管,以改善它的电导率。实验结果显示,纳米碳管的掺杂效果随着电池充放电电流的增大愈加明显,尤其是掺杂比例为0.5%的样品效果最好;(3)以价格低廉的Li2CO3和MnO2作为初始原料,通过高温固相法制备了尖晶石型LiMn2O4正极材料。使用TG/DTG、XRD、SEM、充放电测试等手段对材料制备条件、晶体结构、形貌、电化学性能等进行了研究。实验发现,初始原料配比为Li/Mn=1.04/2,750℃热处理8h制备的样品电化学性能最好:常温1C循环,首次放电比容量为93.7 mAh·g-1,50周以后的容量保持率为96.7%;(4)尖晶石型LiMn2O4高温循环性能不好,因此本文以SiO2为包覆基质,对其进行表面处理。通过XRD,SEM等分析技术对表面处理前后的LiMn2O4进行表征并结合电化学性能测试结果,考察了正硅酸乙酯(TEOS)在不同体系(甲醇和乙醇体系)中的水解效果以及表面处理工艺对LiMn2O4材料电化学性能的影响。实验结果显示,SiO2包覆的样品其高温循环性能较未包覆的好;同等条件下,甲醇体系处理的样品包覆效果较乙醇好,这可能与TEOS在两种介质中的水解动力学相关;在55℃、1C充放电制度下,甲醇体系中包覆2.0%SiO2的样品50周循环以后的放电比容量为86.2mAh/g,为初始容量的84.5%。