橄榄石LiFePO4具有约170 mAh·g-1的理论比容量，较高的电位(相对于Li/Li+为3.4V)，并具有稳定的充放电电压平台，热稳定性好、无吸湿性、对环境友好、具有优良的循环性能和安全性能，是一种较好的锂离子电池候选正极材料。由于结构的限制，电子导电率和离子扩散速率较低，阻碍了其商品化应用。
　　 本文在论述锂离子电池发展概况及正极材料研究进展的基础上，选取橄榄石结构LiFePO4为对象，重点对其进行金属离子的掺杂改性研究。分别采用固相反应法、碳热还原法及改进的碳热还原法对LiFePO4进行Ti4+掺杂改性研究及采用改进的碳热还原法对LiFePO4进行Mg2+、Ni2+掺杂改性研究。通过SEM扫描图片观察了样品的形貌，XRD图分析了样品的结构，恒流充放电测试研究了样品首次放电容量及循环性能，电化学阻抗图和循环伏安曲线分析样品的电化学反应机理。
　　 研究表明，掺杂Ti4+、Mg2+、Ni2+后样品晶体均发育较完整，形貌较好，且均为单一橄榄石结构，且掺杂后均引起晶胞有较微小的收缩。采用三种不同制备方法合成的Li1-4xTixFePO4样品中，样品Li0.940Ti0.015FePO4综合初始放电容量和循环性能为最佳，首次放电容量为134.42mAh·g-1，30次循环充放电后容量保持率为96.06％；采用改进的碳热还原法制备的LiFe1-xMxPO4(M=Mg、Ni)样品中，样品LiFe0.04Ni0.06PO4首次放电容量最大，达到140.20mAh·g-1，样品LiFe0.04Mg0.06PO430次循环充放电后容量保持率最高，为98.03％；电化学阻抗测试和循环伏安测试也表明，掺杂Ti4+、Mg2+、Ni2+后的LiFePO4样品具有较小的阻抗和良好的可逆性。