自从M.Armand在上世纪80年代提出“摇椅式电池”概念以来，锂离子电池的研究取得了长足的进步。1991年，Sony公司成功地实现了锂离子电池的商品化。目前，锂离子电池作为迄今为止最有效的储能电源系统，广泛地应用于通讯产品、数码产品、混合电动汽车等领域。但是，随着科技的进步，特别是电动汽车和航天航空业的发展，需要开发能量更高、寿命更长、安全性更好的锂离子电池。而随着钴资源的逐步枯竭，现今唯一真正工业化的正极材料钴酸锂的前景堪忧。因此，世界各地的科研工作者正积极地开发新型电极材料以满足未来锂离子电池的发展需求。由于正极材料在很大程度决定了电池的成本、能量、寿命以及安全性等，所以正极是锂离子电池中最为关键的部分。本论文研究了一种新型锂离子电池正极材料铁酸铋(BiFeO3)，详细考察了BiFeO3的制备方法和电化学性能，重点采用基于同步辐射的原位X射线衍射(X-ray Diffraction-XRD)和X射线近边吸收谱学(X-ray Absorption Near Edge Structure-XANES)技术研究了电池的构效关系，并成功地对BiFeO3进行了掺杂改性。　　 在制备BiFeO3材料的过程中，作者尝试了高能球磨法、共沉淀法和水热合成法。在用高能球磨法和共沉淀法制备BiFeO3时，采用了先进的原位高温设备对前驱体在不同时间和温度下的物相组成进行了跟踪，得到了优化的实验条件并为之后的掺杂实验奠定了基础。采用水热合成法制备BiFeO3时，研究了不同矿化剂及PH条件对产物纯度及形貌的影响，合成了不同粒径的BiFeO3粉体。　　 在测试电池BiFeO3/Li的电化学性能时，研究了不同电压范围下的恒电流充放电循环，发现当截止电压为0.05V时，电池的容量可高达约1000mAh/g，且循环50次之后仍然有50mAh/g的容量。另外，本文依托上海同步辐射光源(SSRF)先进的X射线衍射和吸收实验条件，原位研究了电池BiFeO3/Li在充放电过程中的相变及价态变化信息。原位XANES结果显示，放电过程中Bi3+的价态逐渐被还原为0价而Fe3+的价态保持不变，说明电化学过程中的电荷转移由Bi3+承担。原位XRD结果显示，活性材料BiFeO3的衍射峰在电池的充放电过程中得到了较好的保持，充分证明了锂离子嵌入/脱嵌的机理。当放电到0.05V时，发现有Li2Bi合金生成，循环30次后主要物相变为金属铋，说明锂化BiFeO3的晶格稳定性较差，充放电过程中会发生分解。　　 根据电池BiFeO3/Li原位XRD和XANES的结果，本文采用铈(Ce)对BiFeO3的A位进行掺杂，用共沉淀法制备了Ce0.05Bi0.95FeO3。电化学性能测试结果表明，掺杂后电池的平台电压升高，并且循环性能变好。正极