锂离子电池正极材料橄榄石型磷酸铁锂具有对环境无污染、价格低、原料来源丰富、比能量高和安全性能突出等特点,是最有潜力的锂离子电池正极材料中的一种。但是锂离子电池正极材料橄榄石型LiFePO4存在缺点,第一是它的堆积密度小,这样使得其体积比容量低,对应做出来的电池体积相对较大。第二是其离子扩散系数小及电导率低。而材料的电导率κ、磁性和空穴型极化子有关。橄榄石型磷酸铁锂中空穴的自旋与三价铁阳离子(Fe3+)的(tg↑)3(eg↑)2电子结构相关,与拥有(tgT)3(egT)2tg↓电子结构的二价铁阳离子(Fe2+)通过双交换机制发生铁磁耦合,所以失去电子就会引起极子型的畸变,这时会产生自旋极化电荷云。本文使用操作简单、合成条件易于控制、制备材料颗粒小等特点的溶胶凝胶法(sol-gel),通过一步法制备磷酸铁锂碳复合材料;通过两步法制备金属单质铜与磷酸铁锂碳复合材料;通过两步合成AxOy型金属氧化物(二氧化锰、三氧化二铝)与橄榄石型磷酸铁锂碳复合材料。并用TG、XRD、FTIR、SEM、VSM等方法对复合材料的合成过程样品热特性、物相结构、官能团及化学键、微观表面形貌和磁学特性等特征进行了研究。主要研究结果和创新点如下:1.研究了不同碳源对磷酸铁锂复合材料的影响,使用了五种不同的碳源(乙二醇、聚乙二醇4000、聚乙烯醇PVA-124、一水合柠檬酸和葡萄糖)通过溶胶凝胶法(sol-gel)合成LiFePO4/C复合材料。XRD研究表明样品均为橄榄石相磷酸铁锂。SEM测试表明以乙二醇为碳源的样品成多孔结构,而以葡萄糖为碳源的样品颗粒较大,大小为40微米。VSM研究表明:一方面以聚乙烯醇(PVA-124)为碳源的样品相对比饱和磁化强度最大,大小为2.01 emu/g,另一方面以乙二醇为碳源的样品矫顽力最大,其值为170.67 Oe。2.研究了铜(Cu)对磷酸铁锂复合材料的影响,通过两步法合成不同质量比的铜和磷酸铁锂复合材料,并用TG、XRD、FTIR、SEM和VSM等方法对铜和磷酸铁锂复合材料的合成过程样品热特性、物相结构、官能团及化学键、微观表面形貌和磁特性进行了研究。表明复合材料前驱体升温到大概400℃以后可能开始有复合材料合成。复合材料物相结构分析出现明显磷酸铁锂和铜单质的主要峰型,无杂质峰。微观形貌SEM分析表明复合材料颗粒性明显、分散性较好,颗粒大小主要为400 nm。室温下测试磁滞回线表明铜单质的引入使得复合材料的 Ms(emu/g)、Mr(emu/g)和 Area of hysteresis loop(kOe·emu/g)都有微小减小变化趋势。3.研究二氧化锰对磷酸铁锂复合材料的影响,通过两步法合成不同质量比的二氧化锰和磷酸铁锂复合材料,并用TG、XRD、FTIR、SEM和VSM等方法对二氧化锰和磷酸铁锂复合材料的合成过程样品热特性、物相结构、官能团及化学键、微观表面形貌和磁特性进行了研究。表明复合材料前驱体升温400℃以后可能开始有复合材料合成。复合材料物相结构分析出现明显磷酸铁锂和二氧化锰的主要峰型,无明显杂质峰型。微观形貌SEM分析表明复合材料颗粒性明显、分散性较好,颗粒大小主要为168 nm。室温下测试磁滞回线表明二氧化锰的引入使得复合材料的Ms(emu/g)、Mr(emu/g)和Area of hysteresis loop(kOe·emu/g)基本上是随着二氧化锰的增加而增加。4.研究三氧化二铝(A1203)对磷酸铁锂复合材料的影响,通过两步法合成不同质量比的A1203和磷酸铁锂复合材料,并用TG、XRD、FTIR、SEM和VSM等方法对Al203和磷酸铁锂复合材料的合成过程样品热特性、物相结构、官能团及化学键、微观表面形貌和磁特性进行了研究。表明复合材料前驱体升温450℃以后可能开始有复合材料合成。复合材料物相结构分析出现明显磷酸铁锂和Al2O3的主要峰型,没有出现杂质峰。微观形貌SEM分析表明复合材料颗粒性明显、分散性较好,颗粒大小主要为350 nm。室温下测试磁滞回线表明三氧化二铝的引入使得复合材料的Ms(emu/g)、Mr(emu/g)和Area of hysteresis loop(kOe·emu/g)都有微小变化。