【摘 要】
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锂离子电池作为一种新型环境友好的化学电源，随着其不断发展，在电动汽车、太阳能储能方面也受到越来越多的重视，对锂离子电池的性能尤其是能量密度有了更高的要求。磷酸盐正极材料(LiMPO4，M=Fe，Mn)具有较好的热稳定性，提高了动力电池的安全性，其原因是在具有橄榄石结构的磷酸盐体系中，所有的氧离子都通过强共价键与P5+构成稳定的(PO4)3-聚阴离子基团，使晶格中的氧不易丢失。在充放电过程中，Li+
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锂离子电池作为一种新型环境友好的化学电源，随着其不断发展，在电动汽车、太阳能储能方面也受到越来越多的重视，对锂离子电池的性能尤其是能量密度有了更高的要求。磷酸盐正极材料(LiMPO4，M=Fe，Mn)具有较好的热稳定性，提高了动力电池的安全性，其原因是在具有橄榄石结构的磷酸盐体系中，所有的氧离子都通过强共价键与P5+构成稳定的(PO4)3-聚阴离子基团，使晶格中的氧不易丢失。在充放电过程中，Li+的可逆脱嵌对应于Fe3+/Fe2+相互转换的电极电势为3.4V(vs Li+/Li)，而对应于Mn3+/Mn2+互相转化的电极电势为4.1V(vs Li+/Li)，处于现有电解液体系的稳定电化学窗口，同时LiMnPO4与LiFePO4具有约170mAh/g的理论比容量。显然，4.1V高电势的LiMnPO4具有潜在的高比能量的优点，但是LiMnPO4的电导率比LiFePO4低2-3个数量级，并且在LiMnPO4→MnPO4两相转变时，Mn3+的Jahn-Teller效应使其体积产生约9.5％的变化，使LiMnPO4的应用受到限制。Mn、Fe的原子半径相近，且均可形成橄榄石结构的磷酸盐，因此Fe部分取代LiMnPO4中的Mn位可以有效改进LiMnPO4的电化学性能。针对上述问题，本论文采用高温固相法制备LiMn1-xFexPO4/C材料，研究Mn/Fe比例、碳源的种类以及焙烧温度对材料的结构、形貌和相关电化学性能的影响。
(1)Mn/Fe比例对材料电化学性能的影响:在x=0.3时，LiMn0.7Fe0.3PO4/C材料具有完整的晶型结构，均呈现均匀的球形形貌，并具有良好的电化学性能，首次充放电比容量分别为130.5和125.64mAh·g-1。
(2)碳源种类对复合材料电化学性能的影响:相比于葡萄糖和三聚氰胺，蔗糖在碳包覆过程中能够更有效地抑制LiMn0.7Fe0.3PO4/C颗粒的长大和团聚，有利于缩短颗粒内部Li+的扩散路径。
(3)焙烧温度的影响:650℃时制得的LiMn0.7Fe0.3PO4/C材料的结晶性好，具有优异的电化学性能，在0.1、0.2、0.5C(1C=170mAh·g-1)下的放电比容量分别为127.26、126、113mAh·g-1，电荷迁移阻抗(Rct)仅为32Ω。
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