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锂离子电池正极材料正在向着高比能量、高比功率、长寿命、低成本、环境友好和安全性能好等方向发展,而具有橄榄石结构的磷酸亚铁锂(LiFePO4)材料因具有来源丰富、价格低廉、无毒安全等得天独厚的优势,成为锂离子电池正极材料研究中的新热点。本文采用液相共沉淀法合成LiFePO4及其掺杂型化合物正极材料,采用X射线衍射(XRD)、原子吸收(AAS)和电子扫描显微镜(SEM)等手段对材料的结构和形貌进行了表征,并采用恒电流充放电和循环伏安(CV)技术测试材料的电化学性能,较为系统的研究了不同实验条件下对LiFePO4材料物化性能和电化学性能产生的影响。通过热分析(TG-DSC)、AAS、XRD、SEM与电性能测试等分析手段,研究了材料合成机理及不同热处理温度对材料结构、形貌和电性能的影响。结果表明:在锂、铁、磷摩尔比为3 : 1 : 1,氮气氛中650℃下焙烧12小时合成出的产物晶体结构较为完善,形貌均匀并具有较高的振实密度,在0.05C充放电倍率下,首次放电比容量可达124.6mAh/g,20个循环未见明显衰减,但随着放电倍率的增大,材料的容量衰减较快。为提高产物的电性能,本文以葡萄糖为添加剂合成出LiFePO4/C复合正极材料,系统研究了焙烧温度、焙烧时间及掺碳量对LiFePO4/C性能的影响。结果表明:碳的加入使LiFePO4颗粒粒径减小,碳分散于晶体颗粒之间,增强了颗粒之间的导电性,显著提高了材料的充放电比容量和循环性能都得到了显著改善。其中,在含碳量为5%、650℃焙烧12小时得到的产物在0.05C倍率下的首次放电比容量为161.2mAh/g,在0.1C下仍能达到150mAh/g以上,且循环性能优良。为提高材料的本征电导率,进而改善材料的性能,本文进一步考察了Mn2+掺杂对产物性能的影响。研究表明:Mn2+的加入提高了材料的电性能与倍率性能。其中,以LiFe0.8Mn0.2PO4的电性能最佳。0.05C倍率放电时,LiFe0.8Mn0.2PO4的首次放电比容量达135 mAh/g以上,经20次循环后,容量仅衰减了1.48%。既使在0.1C和0.5C倍率下,该材料仍体现了良好的循环性能。