橄榄石结构锂离子电池正极材料LiFePO4由于成本较低,原材料丰富,合成工艺简单,环境友好,比容量较高,循环寿命长等优点,在动力和储能电池方面有着广阔的市场发展和应用前景。研究表明,物化性能和微观结构是评价锂离子电池电极材料的重要依据,本文的切入点即从这两方面考虑：(1)结合电化学表征手段研究材料的微观结构。(2)以改善LiFePO4固有低电子电导和低离子电导的物理缺陷为切入点,优化合成条件,从宏观上提高材料的电化学性能。论文的主要研究内容如下：(1)LiFePO4的水热合成及其微观结构的调控；通过调控起始溶液的pH值,水热法制备了LiFePO4正极材料。所得材料经XRD、Raman表征后,发现只有在中性和微碱性条件下才能得到纯相LiFePO4,经过Rietveld全谱拟合我们发现材料存在一定的化学缺陷,即Li,Fe位的离子空穴和Li/Fe的混排,而这些缺陷的程度与pH值有密切的关系,随着pH值的降低而升高,这与反应过程中的活化能有关。另外,通过SEM形貌分析,材料的形貌也与起始溶液的pH值密切相关。而后用电化学测试手段进一步将微观结构与宏观性质联系起来,包括充放电测试容量,及EIS对法拉第阻抗进行分析后证明,离子空穴和Li/Fe混杂会对电化学性质产生不利影响,特别是Fe占据Li位会阻止Li+在LiFePO4晶格中的一维曲线传播,进而使电化学性能不能得到较好的发挥。(2)纳米尺度碳包覆LiFePO4的制备及电化学性能；以Fe3+盐为Fe源,在表面活性剂的存在下用沉淀法制备纳米尺寸的FePO4前躯体。通过对比实验发现,表面活性剂的长链结构利于有效调控沉淀的形貌和大小。用所得纳米FePO4前躯体制备纳米LiFePO4过程中,通过添加碳源的方法制各碳包覆复合材料从而提高材料电子导电性,用XRD、SEM、TEM等手段分析不同煅烧程序对所得LiFePO4/C复合材料物相、形貌、碳层的影响。我们发现在过高的煅烧温度下,会因为碳较强的还原性而使LiFePO4材料生成杂质相；同时高温下颗粒的长大和团聚,使碳包覆层被破坏,达不到提高导电性的作用。只有在合适的煅烧温度下,碳层厚度均匀且致密,LiFePO4颗粒也不会团聚,不同颗粒之间被碳所连接,可以保证Li+传输过程中获得电子。同时,纳米尺寸LiFePO4由于颗粒较小,Li+传输路径短,可以同时保证具有较高的电化学循环性能和倍率特性。目前,固相反应仍是制备LiFePO4材料的主要手段,但通过液相反应制备高性能,一致性好的LiFePO4材料将会是一个重要的研究方向。了解材料生成过程中存在的缺陷以及如何调控材料的形貌有有助于拓展LiFePO4的制备手段以及提高它的宏观电化学性能。