作为磷酸系锂离子电池正极材料，橄榄石型磷酸亚铁锂和单斜结构磷酸钒锂因为具有结构稳定、循环性能优良及安全性能好等突出优点而日益为人们所关注。但由于这两者皆存在影响电化学性能的低电子电导率问题，因此提高其电导率就成为研究这两种材料的重点。本文分别采取两步法来合成LiFePO₄/C复合正极材料，采用溶胶凝胶-燃烧法来合成具有多孔结构的Li₃V₂（PO₄）₃/C复合正极材料，采用改进的Pechini法来合成Li₃V₂（PO₄）₃@C/Graphene复合正极材料。利用XRD、SEM、TEM等技术对产物的微观结构和形貌进行了分析，并采用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等技术探索其电化学性能及动力学过程。重点探讨了各种合成方法对材料的结构形貌及电化学性能产生的影响。在论文第一章中，作者简要介绍了锂离子电池的发展背景、历史、电池结构特点和工作原理等，并综述了几种常见的锂离子电池正极材料的研究进展和常见的改性电极材料的方法。在第二章中，作者主要介绍了本论文中所用到的实验室仪器和方法，阐述了实验用扣式电池的制备过程和常用的结构以及电化学测试手段。在第三章中，作者介绍了用一种两步法合成LiFePO₄/C复合正极材料。合成这种材料的传统方法有固相法和溶胶-凝胶法等，这两种方法有其各自优缺点，比如固相法能准确控制复合物中碳的含量，但是用这种方法得到的产物颗粒一般较大，导致其电化学性能不好；溶胶-凝胶法是制备纳米颗粒最常用的方法之一，能得到较为均匀的纳米材料，但是这种方法很难控制体系中的碳含量。所以我们采用了一种简单方便的两步法合成LiFePO₄，这种方法结合了固相法和溶胶-凝胶的优点，既能得到纳米尺度的颗粒，又能准确控制其中的碳含量。实验结果表明，这种材料在0.1C、1C、2C和5C时，首次放电比容量分别为160、145、127和109mAh g^-1，经过50次循环之后，放电比容量分别为162、144、126和106mAh g^-1，表现出良好的倍率性能和循环性能。在第四章中，我们介绍了用溶胶凝胶-燃烧法合成具有多孔结构的Li₃V₂（PO₄）₃/C复合材料。多孔结构的电极材料具有许多优良的性质，能缩短锂离子在颗粒中的扩散路径，比表面积大，能增加颗粒和电解液的接触面积，这将极大地改善材料的离子扩散系数，同时再对这种多孔结构进行碳包覆，又能改善其电子电导率，从而具有非常良好的电化学性能。这里我们用一种溶胶凝胶-燃烧法制备了具有孔洞结构的Li₃V₂（PO₄）₃/C复合物，该材料的倍率性能和循环性能都非常优秀，在电压窗口3.0-4.3V内，倍率为10C、20C、40C和60C时第100次循环的放电比容量分别为122、114、108和88mAh g^-1，在电压窗口3.0-4.8V内，倍率为10C、20C、40C、60C和100C时第500次循环的放电比容量分别为145、129、122、114和103mAh g^-1。在第五章中，我们分析了磷酸钒锂这种材料在高电压窗口内的容量衰减比较严重的原因，并通过合成Li₃V₂（PO₄）₃@C/Graphene来改善这个不足。我们提出在合成过程中，氧化石墨烯表面有很多官能团，所以它不仅仅能起到形成石墨烯的作用，还可以作为螯合剂和金属离子发生螯合反应，还可以和其他有机物发生酯化反应，从而会得到一个包含有氧化石墨烯的凝胶前驱体。具有这种结构的磷酸钒锂由于石墨烯的的存在而使电子电导率得到改善，另外包覆的碳能在一定程度上阻碍纳米颗粒和电解液的直接接触，抑制在高电压下副反应的发生，从而改善这种材料在高电压下的循环性能。与Li₃V₂（PO₄）₃/C相比，Li₃V₂（PO₄）₃@C/Graphene复合物在3.0-4.8V内、放电倍率1C、5C和10C时100次循环的容量保持率分别从77%、70%和66%增大为84%、84%和83%，同时这种材料的倍率性能和低温性能都非常优秀。