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作为锂离子电池正极材料，橄榄石型磷酸铁锂（LiFePO4）具有比容量高、循环可逆性能好、原料丰富易得、价格便宜、安全性能高等突出优点，是最有发展前景的锂离子（动力）电池正极材料之一。但与其它锂离子电池正极材料相比，其振实密度和导电率很低，导致其放电比容量和体积比容量较低，在高倍率充放电条件下存在比容量大幅度衰减的现象，从而严重地阻碍了LiFePO4作为锂离子电池正极活性物质的实用化进程。通过共沉淀的方法控制前驱体颗粒的粒度和形状，然后通过掺杂碳的方法高温煅烧合成LiFePO4材料，既可以提高材料的振实密度，也可以提高材料的导电率，从而提高材料的放电比容量和体积比容量。针对制备工艺对材料的导电率和振实密度有重要的影响，本文通过一系列合成条件，如煅烧温度、煅烧时间、掺碳量和原料配比等来提高振实密度和电性能。取得了以下的主要结论：
（1）研究了煅烧温度、煅烧时间、掺碳量对以FePO4为前驱体所制备的LiFePO4材料性能的影响。结果表明，随着煅烧温度或煅烧时间的增加，材料振实密度先逐渐增加后不变，0.1C倍率下的首次放电比容量先增加后减小；随着掺碳量的增加，材料振实密度先减小后不变，首次放电比容量先增加后减小。其中煅烧温度为700℃时，LiFePO4材料的首次放电体积比容量最大，为142.0Ah/L；当煅烧时间为18h时，LiFePO4材料的首次放电体积比容量最大，为149.5Ah/L；当含碳量达到2.1wt.％时，LiFePO4材料的首次放电体积比容量达到最大值，为166.1 Ah/L。
（2）研究了前驱体（FePO4与Li3PO4）的配比、煅烧温度、煅烧时间对所制备的高密度LiFePO4材料性能的影响。研究结果表明，随着原料前驱体Li3PO4：FePO4摩尔比的增大，LiFePO4材料振实密度和首次放电比容量先增大后减小。其中原料前驱体Li3PO4：FePO4摩尔比为3：2时，LiFePO4材料振实密度最高，达1.4g/cm3，为正交橄榄型结构，电性能最佳，0.1C倍率下的首次放电比容量高达141.5mAh/g，体积比容量为198.1Ah/L。随着煅烧温度的增加，高密度LiFePO4材料振实密度增加到一定程度后不变，首次放电比容量先增大后减小。其中煅烧温度为700℃时，LiFePO4材料的振实密度最高，达1.4g/cm3，电性能最佳，0.1C倍率下的首次放电比容量高达145.4mAh/g，体积比容量为203.6Ah/L。随着煅烧时间的增加，高密度LiFePO4材料振实密度不断增加，首次放电比容量先增大后减小。其中煅烧时间为18h时，高密度LiFePO4材料的振实密度最高，达1.4g/cm3，电性能最佳，0.1C倍率下的首次放电比容量高达148.4mAh/g，体积比容量为207.8Ah/L。对最佳工艺、配比所得高密度LiFePO4材料的性能进行了研究，SEM形貌分析表明，材料主要呈球状或类球状的形貌；交流阻抗特性表明，随着充放电次数的增加，材料阻抗先减小后增大；放电测试表明，经过17次循环后，放电比容量为134.1mAh/g，容量保持率高达92.6％；其0.2C、0.5 C和1.0C倍率放电下，放电比容量分别为141.1mAh/g、109.1mAh/g和41.2mAh/g，相当于0.1C容量的95.1％、73.5％和29.2％。