橄榄石型磷酸铁锂（LiFePO₄）作为目前最有发展前景的锂离子动力电池正极材料之一,具有高比容量、好的循环可逆性能、低的原料成本、高的安全性能和环境友好等优点,目前已经成为电池界竞相开发和研究的热点。但其低的电子导电率和锂离子扩散系数,导致了LiFePO₄材料在高倍率充放电条件下比容量衰减迅速,从而严重地阻碍了LiFePO₄的商业化应用。针对以上存在的问题,本文通过调控LiFePO₄材料的颗粒大小和晶体生长方向,以及通过碳改性等手段来改性LiFePO₄材料,最终提高其充放电性能。本文取得了如下主要结果:首先,采用实验室规格的高剪切混合器来制备前驱体,经水热结晶,成功地实现了对LiFePO₄/C材料粒度大小的调控。通过研究获得了高剪切混合器转子转速对前驱体沉淀和LiFePO₄/C材料的晶体结构、颗粒形貌、大小及其分布的影响规律,揭示了高剪切混合器辅助的水热法实现粒度可控的关键。在高剪切混合器转速为1.3×104 rpm下制备得到的LiFePO₄/C样品,其粒度减小至²20 nm,表现出了优异的电化学性能,在0.1 C和20 C倍率下,其放电比容量分别达到160.1mAh·g^-1和90.8 mAh·g^-1。其次,在高剪切混合器辅助的水热工艺基础上,继续在前驱体的混合过程中加入了非离子型表面活性剂Tween-80。研究表明,表面活性剂Tween-80分子在水热合成过程中可以降低LiFePO₄产物粒度大小,并且可以调控LiFePO₄产物沿（010）晶面生长。制备得到的LiFePO₄/C材料其颗粒粒度减小至¹00 nm,I（020）/I（111）比值高达1.19,表现出了优异的电化学性能,在0.1 C和20 C倍率下,放电容量高达166.5 mAh·g^-1和119.6 mAh·g^-1。最后,采用金属有机框架MIL^-100（Fe）同时作为模板和原料,制备得到了由LiFePO₄纳米颗粒嵌入多孔连续碳骨架内部的三维多孔LFP/CNWs材料。为了进一步提高该材料的导电性能,将LFP/CNWs样品同三聚氰胺（C3N3（NH2）3）混合后,经碳热还原反应制备得到了氮改性的LFP/N-CNWs材料。该氮改性的多孔碳骨架（N-CNWs）环绕在LiFePO₄纳米颗粒表面,增大了LiFePO₄颗粒同电解液之间的接触面积,加快了锂离子和电子在整个电极材料内的传导速率,提高了LiFePO₄材料的有效利用率和倍率性能。LFP/N-CNWs样品在0.1 C和20 C倍率下的放电容量分别达到161.1 mAh·g^-1和93.6 mAh·g^-1。