磷酸铁锂电池因其安全性能高,稳定性和循环性能好等优点而受到广泛关注。本文采用固相反应、机械活化、碳热还原等方法制备LiFePO4/C复合材料,研究不同乙炔黑和石墨烯导电剂之比对LiFePO4/C复合材料电性能的影响；研究不同含量纳米铜粉掺杂对制备LiFePO4/C复合材料的颗粒尺寸以及电性能的影响。为探索制备性能良好的正极材料的工艺条件,用溶胶凝胶法在不同PH值下制备FePO4前驱体,将前驱体用前段高温后段低温烧结法制备LiFePO4/C复合材料。采用XRD、激光粒度仪、SEM、EPR、穆斯堡尔谱仪、电化学测试系统、循环伏安与交流阻抗等实验手段,对所制备的LiFePO4/C复合材料进行微结构表征并测试其电化学性能,探讨LiFePO4/C复合材料微结构对电化学性能的影响,主要的实验结果如下：(1)以Fe203、蔗糖、Li2CO3为原料,Fe和C原子比为1：1.2,采用固相反应、机械活化以及碳热还原法制备了LiFePO4/C正极材料,其XRD结果表明所合成的材料为橄榄石结构。(2)在分析石墨烯导电剂含量对材料放电比容量的影响时发现,当石墨烯含量为50%的正极材料(C3样品)首次充放电平台较长,充、放电电压分别为3.5 V、3.4 V,首次放电比容量达到140mAh/g,比使用乙炔黑作为导电剂制备的电池的126.6 mAh/g有明显的提高。在0.5、5 C倍率下,以C3样品制备的正极材料经50次充放电循环后其剩余比容量较高分别为118 mAh/g、86 mAh/g,即以适当含量的石墨烯作为导电剂,可改善LiFePO4/C复合材料的电化学性能。(3)XRD结果显示,纳米铜粉含量超过1.5%的正极材料出现了明显的Cu衍射峰；随着纳米铜粉含量的增加,其Cu衍射峰强度越高。对纳米铜粉含量低于3.0%的正极材料,未见明显的碳衍射峰。(4)EPR结果显示,EPR信号强度随着LiFePO4/C正极材料中纳米铜粉含量的增加而增强,这主要归因于部分Cu原子被氧化成CuO,而CuO中的Cu2+会在烧结过程中进人LiFePO4并代替晶体中的Fe3+离子位置。最外层电子组态为3d9的Cu2+有一个不成对的3d电子,从而产生电子顺磁共振信号。从EPR信号随着正极材料中纳米铜粉含量的增加而增强的事实说明,纳米铜粉掺杂使Cu被氧化为CuO的同时还原Fe3+,因Fe3+的氧化性比Cu强。(5)LiCuxFe1-xPO4/C(x=0.0-3.0at%)正极材料的穆斯堡尔谱结果显示,Fe3+的穆斯堡尔谱信号随正极材料中纳米铜粉含量的增加而降低；未掺杂纳米铜粉制备的LiFePO4/C复合材料的Fe3+含量较高,LiCu0.015Fe0.985P04/C复合材料中的Fe3+含量次之,而LiCu0.03Fe0.97P04/复合材料中Fe3+含量较少。这表明纳米铜粉掺杂能够使得Fe3+被还原,即Cu起着还原Fe3+的作用。穆斯堡尔谱与EPR谱的结果相符。(6)LiCu0.015Fe0.985PO4/C正极材料的循环性能较好,在0.5 C倍率下,经50次循环充放电后其剩余容量为131mAh/g,保持率为89%；在5C倍率下的首次放电比容量为81.3mAh/g,经50次充放电循环后剩余比容为91.8mAhg-1,保持率为110.3%。(7)在PH值分别为3.5、4.0、4.5和5.0条件下制备了不同的LiFePO4/C复合材料,分别记为P1、P2、P3和P4样品。XRD结果显示,P1、P2、P3和P4样品均为典型的橄榄石结构。激光粒度测试结果显示,P2样品达到纳米级的颗粒较多,而P1、P3、P4样品达到纳米级的颗粒较少。(8)P2样品在0.5 C倍率下的首次充放电平台较长,充、放电电压分别为3.45 V、3.4 V,充、放电比容量分别为147.2 mAh/g、139.2 mAh/g。在0.5 C、5 C倍率下,经50次充放电循环后LiFePO4/CE极材料剩余放电比容量由高到低的排序是：P2, P3, P1, P4。 P2样品具有较好的循环充放电性能,经50次充放电循环后剩余比容量分别为124.7 mAh/g、91.6 mAh/g,其剩余比容量保持率分别为：89.5%,94.3%。即PH为4.0时制备的样品电性能较好,PH高于或低于4.0制备的前驱体FePO4所制备的LiFePO4/C复合材料的电性能下降。