锂离子电池正极材料中的磷酸铁锂（LiFePO₄）以其良好的热稳定性和环境友好性等优点而备受关注。但由自身的结构限制,LiFePO₄的本征电子电导率和锂离子迁移率都很低,导致其导电性差、大电流充放电容量衰减快等问题,阻碍其商业化发展。其中采用碳包覆改性方法提高其电化学性能的手段已经成为研究热点。基于高残炭量和异氰酸酯基团与金属离子的反应活性,设计选用4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）三聚体为碳源,以碳酸锂、磷酸氢二铵以及草酸亚铁为原料通过高温固相法制备出纯相的碳包覆LiFePO₄/C材料。利用XRD和SEM等分析手段对其结构和形貌进行表征,通过循环伏安法和交流阻抗法对磷酸铁锂正极材料的电化学性能进行了分析。主要工作分述如下:1、MDI三聚体的合成及性能研究:以溶剂法制备MDI三聚体,并通过热稳定性研究得知三聚体主要的两次失重大概在350℃和400℃,而且残炭量高达50%。同时对磷酸铁锂的合成原料进行热稳定性研究,以此确定了高温固相法制备碳包覆磷酸铁锂的升温程序。2、碳包覆LiFePO₄的合成与性能研究:采用高温固相法制备了MDI三聚体为碳源的碳包覆磷酸铁锂正极材料。XRD以及红外谱图表明磷酸铁锂为标准橄榄石型结构。并通过正交设计研究了MDI三聚体掺杂量、碳化温度以及保温时间对磷酸铁锂的晶体结构、微观形貌以及电化学性能进行了研究。同时,通过不同碳源包覆和不同包覆量的磷酸铁锂正极材料进行对比研究。3、碳包覆LiFePO₄的电化学性能研究:分析结果表明,制备碳包覆LiFePO₄的最佳条件为三聚体掺杂量9%、750℃下保温8h。SEM和粒径分布分析等表明MDI三聚体加入量太低不能有效包覆磷酸铁锂颗粒,以致不能起到阻隔颗粒过度增长的效果;MDI三聚体加入量太多,过多的异氰酸基团与金属离子的络合性导致颗粒团聚严重致使电化学性能方面锂离子迁移率急剧下降。其中锂离子迁移率可高达3.87×10^-11cm^2*s^-1。通过不同碳源的对比研究表明,MDI三聚体在较少的掺杂量下亦能够紧密地包覆磷酸铁锂颗粒。当加入量稍高导致的锂离子迁移率骤降,说明MDI三聚体与磷酸铁锂的结合力非常强,在电池充放电过程中防止颗粒破碎方面将能起到一定的作用。总而言之,MDI三聚体能够原位裂解逆向阻隔包覆LiFePO₄晶粒的过分生长,进而提高碳包覆磷酸铁锂正极材料的电化学性能。