本论文主要以Fe基锂离子电池材料为研究对象,展开了以下几个方面内容的研究。首次完成了Li2O-FeO-B2O3三元系相图,研究了Li2O-FeO-B2O3体系中化合物的成相规律,发现了一个新的三元化合物。其次,对Li2O-FeO-B2O3体系中三元化合物LiFeBO3结构以及电化学性能作了详细的研究,确定了其作为锂离子电池正极材料的可能性。第三,采用碳包覆方法对LiFeBO3材料进行了改性研究。第四,研究了使用不同锂源对合成的LiFePO4正极材料的电化学性能的影响；最后,采用高活性的氟化锂作为锂源,碳凝胶作为碳源,成功的合成出具有优异电化学性能的碳包覆的LiFePO4正极材料。 使用传统的固相反应方法,在研究Li2O-FeO-B2O3体系中化合物成相规律的过程中得到了两个三元化合物,一个是LiFeBO3,另一个是新化合物。新化合物的结构仍然再确定中。整个三元体系被划分为17个三相区,没有发现固溶区存在。 对LiFeB03的X射线衍射研究结果表明,与LiMnBO3类似,LiFeBO3属单斜晶系,空间群为C2/c,晶胞参数分别为:a=5.1704 A,b=8.9183 A,c=10.1797 A。电化学性能测试结果表明,LiFeBO3材料具有较好的电化学性能。在5 mA/g的放电电流密度下,首次放电容量达到125.8 mAh/g,甚至当放电电流密度增加到50 mA/g时仍然保持在88.6mA/g。循环性能测试表明,LiFeBO3材料具有较好的循环稳定性。除了首个循环外,每个循环的平均容量衰减仅为0.3％。除第一个循环外,接近100％的库仑效率表明LiFeBO3作为正极材料具有非常好的锂离子脱嵌性能。 通过碳包覆的方法,有效提高了LiFeBO3材料的导电率,明显改善了材料的电化学性能。在5 mA/g的放电电流密度下,碳包覆的LiFeBO3样品的初始放电容量为158.3mAh/g,达到了理论容量的72％,即使在较大的充放电电流密度下(50 mA/g),碳包覆的LiFeBO3样品的初始放电容量仍然高达122.9 mAh/g,远高于未包覆的LiFeBO3材料的初始放电容量。循环性能和倍率性能也有了进一步的提高。 使用不同的锂源(Li2CO3和LiF)制备了LiFePO4正极材料,结果表明不同的锂源对材料的合成条件有较大的影响。使用Li2CO3作为锂源时,在较低的烧结温度下制备的样品中会存在杂质相,只有在较高的温度750℃时才能制备出纯相的LiFePO4样品。而当使用LiF作为锂源时,在较低的温度650℃就能制备出纯相的LiFePO4样品,与Li2CO3作为锂源时相比,反应温度降低了100℃。电池测试表明,就电化学性能而言,LiF应该比Li2CO3更适合制备LiFePO4。由于使用LiF作为锂源时,在较低的温度下就能制备出纯相的LiFePO4样品,所得样品颗粒均一、尺寸较小,因而表现了较好的电化学性能。采用高活性的氟化锂作为锂源,碳凝胶作为碳源,成功的合成出了碳包覆的LiFePO4正极材料。实验结果表明,碳包覆的LiFePO4,结构没有发生变化,却明显的减小了产物的粒径,改善了LiFePO4颗粒之间的电接触,从而显著的提高了LiFePO4材料的电化学性能。在我们的实验中,650℃烧结的样品颗粒分布均一,尺寸较小(约为400 nm),表现了很好的电化学性能。在充放电倍率为0.1 C时,首次放电比容量为156.7 mAh/g,50个循环后放电比容量仍然保持在151.2 mAh/g,为初始容量的96.5％。即使在1C的充放电倍率下放电容量仍能达到138.8mAh/g,表现了优异的倍率性能。