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聚阴离子型正极材料LMPO4（M=Fe，Mn等）具有原材料来源丰富、成本低廉、环境友好、安全等特点，是一类应用极其广泛的锂离子电池正极材料。然而，该类材料较低的固有电子导电率和锂离子传导速率仍然限制了其在工业生产和日常生活中大规模的应用。针对该类材料导电性不足的缺点，导电碳的引入被广泛认为是一种有效提升其电化学性能的途径。传统引入导电碳的方式大多基于含碳前驱体在高温条件下的热分解，然而这种方式通常无法保证导电碳与材料充分且完整的接触。就导电性而言，材料表面分布有均匀完整包覆碳层的核壳结构是一种理想的模型，在确保电子在每个颗粒各个方向全方位传导的同时，能够在不同颗粒之间进一步建立完整的导电网络，从而有效减少充放电过程中的极化现象并改善倍率性能。然而，锂离子传输速率也是一项需要考虑的因素，因为核壳结构的表面包覆层将会是一种额外的障碍，不利于锂离子的扩散以及电解液与材料之间的界面电荷转移。因此，对核壳结构进行优化从而获得电子导电率和锂离子扩散速率之间的平衡是非常有必要的。基于以上的论述并以此作为出发点，本论文开展了两种利用聚合反应进行碳层原位包覆的研究，一方面在聚阴离子型正极材料表面实现具有均匀、完整的包覆碳层，形成核壳结构，以解决其电导率不足的缺陷;另一方面，实现对核壳结构的调控及优化，探讨包覆碳层厚度对该类材料的电化学性能及安全性能的影响。论文的主要内容如下: （一）基于Dopamine氧化聚合反应对LiFePO4的原位可控碳层包覆及电化学性能优化 多巴胺是一种具有生物活性的物质，在空气中会经历氧化自聚反应生成多巴胺聚合物。由于其分子结构中氨基和邻二羟基共存的作用，使得多巴胺聚合物极易在各种有机和无机底物表面粘附，从而形成包覆层。利用多巴胺的这种粘附特性，我们在典型的聚阴离子型正极材料LiFePO4颗粒表面原位实现了厚度均匀且可控的碳层包覆，制备了不同包覆厚度的LiFePO4@C核壳结构。通过系统的电化学性能测试，发现表面5 nm厚度的包覆碳层可以使LiFePO4发挥出最佳的电化学性能。实验结果为LiFePO4表面最优化的碳层包覆提供了明确的结论，并且为优化改进其它类型电极材料的电化学性能提供了一定的借鉴。 （二）基于间苯二酚-甲醛树酯聚合反应对LiMn0.5Fe0.5PO4正极材料的原位可控碳层包覆及电化学性能研究 间苯二酚-甲醛树酯聚合反应具有类似于TEOS水解生成SiO2的溶胶-凝胶过程，是一种利用动力学控制实现对颗粒生长速率调节的过程。而这种溶胶-凝胶过程已经成为一种非常成熟的包覆方法，能够在各种颗粒表面形成均一可控的SiO2包覆层。基于此原理，我们利用溶剂热法制备了LiMn0.5Fe0.5PO4纳米颗粒作为核，将间苯二酚-甲醛树酯原位聚合反应应用于该正极材料表面，实现均一完整的碳层包覆，从而形成LiMn0.5Fe0.5PO4@C核壳结构。由于这种溶胶-凝胶过程的多样化特性，使得碳层的厚度能够精确控制在1 nm精度范围，从而为优化不同包覆厚度样品的电化学性能提供了有效的途径。通过系统的研究，发现材料的电化学性能与表面包覆层的厚度有直接的联系，3 nm的包覆层能够提供最优化的电化学性能。另一方面，包覆碳层不仅作为一种良好的导电媒介，还在抑制材料循环过程中Fe、Mn离子的溶出以及减少外延热释放的方面起到积极的作用，有利于提升材料的安全应用。 （三）利用3-氨基苯酚-甲醛树酯原位聚合优化LiFePO4@C核壳结构及其电化学性能 基于3-氨基苯酚-甲醛树酯(3-AF)和RF在分子结构、聚合反应速率以及聚合物形貌上的相似性，我们认为3-AF具有与RF相似的溶胶-凝胶历程，适用于包覆，因此将其引入到聚阴离子型正极材料的原位包覆上。通过系统调控，在LiFePO4颗粒表面原位实现了均匀且厚度可控的包覆碳层，制备了系列包覆厚度的LiFePO4@C样品。电化学测试结果表明，包覆厚度为5nm的LiFePO4@C样品在不同的测试温度下（常温，低温，高温）均展示了最优化的性能。另一方面，在对系列LiFePO4@C样品的安全性研究中，发现碳层能够明显抑制材料在高温循环过程中Fe2+离子的溶出，并降低外延热的释放，有利于提高材料的结构稳定性和热稳定性，对改善材料的安全性具有很大的意义。