锂离子电池广泛应用于通讯器材、新能源汽车、家用电器及国防领域等方面,是一种值得大力推广与应用的化学储能器件。在锂离子电池的成本构成中,正极材料约占30-40%,是锂离子电池发展的关键。NASICON结构的聚阴离子化合物磷酸钒锂（Li₃V₂（PO₄）₃）具有稳定的结构、快速的离子迁移速率和优异的安全性,其理论容量在聚阴离子型正极材料中最高。但是其结构中的VO₆八面体被PO₄四面体分离,限制了Li₃V₂（PO₄）₃的导电性,从而影响其倍率性能和循环性能。此外,在高电位下（⁴.8V）循环时其容量迅速衰减。因此合成高比容量和长循环寿命的Li₃V₂（PO₄）₃为该材料的研究热点。在本论文中,首先优化了Li₃V₂（PO₄）₃材料的固相法合成工艺参数,研究了碳源种类与碳包覆量对材料结构与电化学性能的影响,然后系统探讨了以溶胶凝胶法对Li₃V₂（PO₄）₃进行碳包覆和金属离子掺杂改性的过程,最终制备出具有较高导电率和良好倍率性能的磷酸钒锂/碳复合材料。主要研究内容与结果如下:（1）采用正交实验法分析了预分解过程对Li₃V₂（PO₄）₃电化学性能的影响,得到最佳预分解参数为:球磨时间3h、预分解温度350℃、预分解时间5h、保护气体流量100m L/min。再探讨了烧结温度与时间对试样的晶型结构、表面形貌和电化学性能的影响。实验证明,800℃烧结16h后获得的试样具有典型的单斜晶系结构,颗粒较小且分布均匀,循环性能与倍率性能良好,0.2C下充放电比容量达到129.2m Ah/g和124.4m Ah/g,循环30次后放电比容量为121.3m Ah/g。（2）以乙炔黑、葡萄糖、环氧树脂和酚醛树脂为碳源合成了Li₃V₂（PO₄）₃/C正极材料。研究表明,高分子碳源环氧树脂和酚醛树脂可原位实现热解与包覆,热解后生成高导电性碳膜,改善了正极材料的倍率性能和循环性能,降低了电荷转移电阻。再以酚醛树脂作为碳源,研究了碳含量对Li₃V₂（PO₄）₃/C电化学性能的影响。当碳含量为5wt.%时,试样颗粒细小均匀,倍率性能最佳,0.2C和5C倍率下放电比容量分别为129.1m Ah/g和103.9m Ah/g,电荷转移电阻为59.04?。（3）利用溶胶凝胶法制备前驱体,再加入碳源材料葡萄糖、酚醛树脂和PVDF进行球磨,在750℃下烧结10h后得到Li₃V₂（PO₄）₃/C正极材料。结果表明以酚醛树脂和PVDF为碳源所制备的正极材料具有优异的电化学性能,2C倍率下容量大于120m Ah/g,5C和15C倍率下容量约为110 m Ah/g和95m Ah/g。且循环性能良好,5C下循环50次容量无衰减,EIS结果显示两种试样电荷转移电阻分别为41.2?和36.8?。（4）以PVDF为碳源,采用溶胶凝胶法合成了Ti⁴⁺掺杂V位的Li₃V₂-（4/3）x Tix（PO₄）₃/C材料。XRD精修分析证明Ti⁴⁺掺杂使晶格参数与晶胞体积发生变化,且掺杂量越大变化越明显,元素分析结果证明Ti⁴⁺均匀分布于正极材料颗粒中。合适的Ti⁴⁺掺杂量（x=0.03⁰.06）能够改善材料的电子电导率,提高锂离子扩散系数,从而有效的提高正极材料的倍率性能和循环性能,在15C高倍率下充放电比容量约为110m Ah/g,5C下循环50次容量无衰减。而当掺杂量较大（x>0.06）时,由于晶格变形较大引起了电化学性能不稳定。（5）以PVDF为碳源,采用溶胶凝胶法合成了Na+掺杂Li位的Li2.5Na0.5V2（PO₄）₃材料。XRD结果表明正极材料中形成了斜方晶系的Li2Na V2（PO₄）₃杂相,为单斜/斜方两相共存。试样的充放电曲线、循环伏安曲线和Li₃V₂（PO₄）₃不同,工作电位主要为3.7-3.8V,克服了Li₃V₂（PO₄）₃具有多个电位平台的缺点,12C倍率下充放电比容量为80-90m Ah/g。再合成微量掺杂Na+的正极材料Li_3-xNa_xV₂（PO₄）₃（x=0、0.01、0.03、0.05、0.07）,结果表明微量钠掺杂不会形成斜方晶系的共存相。12C倍率下,x=0.03试样充放电比容量低于100m Ah/g,锂离子扩散系数为10^-8-10^-7cm²/s,电化学性能不及Li₃V_1.92Ti_0.06（PO₄）₃/C。