氟磷酸铁锂型（LiFePO₄F）锂离子电池正极材料具有Tavorite结构,与橄榄石结构的磷酸铁锂（LiFePO₄）相比,F^-与O^2-电负性的差异使其结构更加稳定,离子通道由一维转变为三维,其离子电导率提高了两个数量级以上,这些为制备室温循环性能和倍率性能优异、高温循环性能稳定的锂离子电池提供了有利前提条件。本论文工作在课题组前期研究基础上,优化合成了高纯的LiFePO₄F正极材料,探索了其高温电化学性能。由于原位碳包覆技术是对常规锂离子电池正极材料进行改性的有效手段,本论文工作首先探索了三种原位碳源??微米片状石墨（μ-SP）、葡萄糖(C₆H₁₂O₆)和氧化石墨烯（GO）对LiFePO₄F进行原位碳包覆的效果,但是最终合成相几乎全是LiFePO₄,所以原位碳包覆不适合于LiFePO₄F的合成,只有考虑非原位碳包覆来对LiFePO₄F正极材料进行改性。为了制备一种室温以及高温稳定的LiFePO₄F锂离子电池,选用了两种商业化的导电碳:纳米球状石墨（nano-SP）和微米级片状石墨（μ-SP）。在0.1 C倍率下前者的首次放电容量为130 mAh/g,后者的首次放电容量仅为55 mAh/g,表明纳米碳更适合于非原位包覆LiFePO₄F正极材料。采用了两种电解液来考核LiFePO₄F锂离子电池的高温以及室温电化学性能。循环伏安特性的测试结果表明:未使用碳酸亚乙烯酯（VC）作为添加剂的LFPF-n-E₀电池高温循环性较差,随着温度的升高,第三次循环的伏安曲线的氧化还原电位差ΔE_p从40℃的0.53 V急剧升高到70℃的1.53 V,而相同条件下使用了VC作为添加剂的LFPF-n-E_VC电池的ΔE_p由0.69 V变为0.53 V。充放电循环的测试结果表明:在20℃（室温）下,LFPF-n-E₀电池和LFPF-n-E_VC电池的循环性能几乎相同,表明VC的添加对于纳米碳包覆的电池在室温下的循环性能影响不大。在40℃、50℃、60℃、70℃和80℃的高温以及0.2 C/1 C倍率下,LFPF-n-E_VC的循环性能明显比LFPF-n-E₀要好得多。LFPF-n-E_VC电池在0.2 C倍率并在40℃、50℃、60℃、70℃和80℃下,循环60次时的容量保持率分别为78.4%、62.9%、65.1%、57.9%和33.2%;在1C倍率并在40℃、50℃、60℃和70℃下,循环至60次时的容量保持率分别为120.8%、101.0%、87.9%和97.2%。LFPF-n-E₀电池在0.2 C倍率并在40℃、50℃、60℃、70℃和80℃下,都无法循环至60次;在1 C倍率并在40℃/50℃下,循环至60次时的容量保持率为95.9%/102.3%,在1 C倍率并在60℃/70℃下,都无法循环至80次。综合循环伏安特性、充放电循环、倍率性能、阻抗谱和电解液溶出化学元素分析的测试结果可知:在高温下,VC添加剂会明显地抑制正极材料/电解液界面阻碍性SEI膜的产生,阻止电解液分解产物对LiFePO₄F正极材料结构的侵蚀,此即LFPF-n-E_VC锂离子电池具有良好高温热稳定性的原因。