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本论文主要包括以下几部分内容：LiFePO4的固相反应机理和容量衰减机理分析；铁位掺杂改性研究和LiFe1-xCoxPO4固熔体的研究；锂位掺杂改性研究。
Li2CO3是固相法合成LiFePO4广泛使用的锂源，但试验中发现，这种方法得到的样品中经常含有杂质。为了得到纯相样品，本研究发现了一种新的锂源(LiF)，它更适合来制备LiFePO4。利用XRD和TG/DSC，本文研究了以LiF和Li2CO3为锂源时的固相反应机理。在电化学测试中，发现LiFePO4的循环性能很差，在循环后的LiFePO4颗粒上还出现了一些明显的裂缝，它们是导致电接触变差、容量衰减的主要原因。结合两相界面原理和Li+离子一维传输的理论计算结果，本文对此提出了一个可能的机理。
为了改善LiFePO4的倍率性能和循环性能，本文进行了10％Ni、Co或Mg铁位掺杂改性研究。掺杂样品的倍率性能和循环性能都远远好于未掺杂的样品。掺杂以后，样品的电子电导率大约提高了100倍，同时离子传输也可能得到改善，这应该是电化学性能提高的主要原因。此外，本章还研究了LiFe1-xCoxPO4(0≤x≤1.0)的一些性质。本文使用多种物理方法证明LiFePO4与LiCoPO4能够形成连续固熔体，并对所得样品进行了循环伏安和恒流充放电等电化学测试。
高价金属离子锂位掺杂可能是提高LiFePO4电子电导率的重要方法，但迄今为止，锂位掺杂对电导率的影响仍在争论之中。为了理解锂位掺杂的确切作用，本文研究了Na+掺杂和Cr3+、Nb5+掺杂对LiFePO4电化学性能的影响。结果表明，虽然所有掺杂成功的样品的电导率都提高了几个数量级，但只有Li0.99Na0.01FePO4的倍率性能得到了改善，这一定与离子电导率有密切关系。结合理论计算结果，本文对掺杂后材料的锂离子输运进行了分析。