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锂离子电池以其高的工作电压和大的能量密度有望成为电动汽车和混合动力汽车的储能电池。在锂离子电池正极材料中,LiFePO4材料具有原材料广泛、廉价,制备工艺简单,环境友好,晶体结构和电化学性能稳定等优点,特备适合做大尺寸电池。然而,它的电子电导率和Li+扩散系数低,使LiFePO4材料很难在大倍率下进行充放电,这也限制了它的广泛应用。本文以自制的FePO4·xH20为铁源,Li2C03为Li源,草酸(H2C204)和苹果酸(C4H605)为碳源,采用机械球磨-高温固相法制备了 LiFe1-xMxPO4/C(M=La3+,Nd3+,Er3+,Pr3+)正极材料,应用SEM、XRD、FTIR和CV、EIS等检测方法,研究了多种离子掺杂对正极材料LiFePO4/C的物理结构和电化学性能的影响;在优化的离子掺杂比例上,合成了 Na+、La3+共掺杂复合材料,改善了正极材料LiFePO4/C的容量和高倍率循环性能;以还原氧化石墨烯为碳源,机械混合法、一步原位包覆制备LiFePO4/RGO复合材料。主要的研究结果和内容如下:(1)以草酸和苹果酸为复合碳源,采用高温固相法制备Fe位掺杂的LiFe1-xMxPO4/C(M=La3+,Nd3+,Er3+,Pr3+;x=0.0025,0.005,0.0075,0.01)正极材料。研究了稀土镧系不同离子掺入量对材料结构、形貌及电化学性能的影响,确定了稀土镧掺杂LiFe1-xLaxPO4/C正极材料的物理结构和电化学性能优于其他稀土元素。合适掺量制得的LiFe0.995La0.005PO4/C材料颗粒规整、大小分布均匀,其在0.1C和1.0C的首次放电比容量分别为169.6 mAh·g-1和140.1 mAh·g-1,循环20次后容量保持率分别为98.88%和98.64%。(2)采用高温固相法制备了 Li1-xNaxFePO4/C(x=0.005,0.01,0.03,0.05)正极材料。考察了不同掺杂量对材料结构、形貌及电化学性能的影响。当Na+掺杂量x=0.01时,Li1-xNaxFePO4/C材料颗粒光滑圆整,粒度分布均匀;在0.lC和1C时的放电比容量分别达到168.6 mAh·g-1和142.3 mAh·g-1。在优化的离子掺杂比例基础上,进一步合成了 Na+、La3+共掺杂的Li0.99Na0.01Fe0.995La0.05PO4/C材料,并对其物理结构和电化学性能进行测试,结果表明,适量地掺杂Na+、La3+不会改变LiFePO4/C的晶体结构,但明显地改善了材料的电化学性能。制备的复合掺杂材料在0.1C、1.0C和2C下的首次放电比容量分别为169.3 mAh·g-1 155.1 mAh·g-1、144.6 mAh·g-1。复合掺杂的 Li0.99Na0.01Fe0.995La0.05PO4/C材料表现出了优良的电化学性能。(3)以RGO为碳源进行LiFeP04包覆改性研究。采用Hummers法制备RGO,XRD和FIFS结果表明,GO被水合肼还原后,羧基、羟基、羰基以及环氧基等含氧基团数量明显减少。采用机械混合法制备得到RGO-LFP复合材料,测试结果表明,石墨烯没有改变磷酸铁锂的晶体结构,且RGO在磷酸铁锂颗粒间分布均匀,改善了复合材料的倍率性能和循环性能。