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本文综述了锂离子电池及磷酸盐系化合物正极材料的研究进展。以LiFePO4、Li3V2(PO4)3、5LiFePO4·Li3V2(PO4)3为研究对象,采用创新的合成方法、表面活性剂等途径来优化其性能,通过TG-DTG、XRD、SEM、充放电测试、交流阻抗和循环伏安等测试方法对材料合成工艺、结构表征和电化学性能进行了研究。 采用高温固相法制备LiFePO4。结果表明,在烧结温度700℃条件下纯相橄榄石型结构的LiFePO4,粒径分布均匀,以0.1C倍率充放电时的首次充放电比容量分别为158.8mAh·g-1、148.8mAh·g-1。 采用流变相法制备LiFePO4,并通过表面活性剂月桂酸对制备工艺进行优化。结果表明,在烧结温度500℃,月桂酸用量为x=0.2条件下能制得表面形貌理想,电化学性能优异的LiFePO4样品。流变相法与高温固相法制备的样品进行比较:从SEM对比中可以看到,流变相法合成样品的颗粒呈类球形,更细小,粒径分布更均匀;从充放电性能比较可知,0.1C倍率下流变相法首次放电比容量为164.7mAh·g-1大于高温固相法的148.8mAh·g-1,循环性能更优;通过循环伏安测试曲线对比可知,流变相法合成样品的氧化还原峰电位差为0.215V小于高温固相法的0.565V,电化学可逆性优于高温固相法。 采用溶胶凝胶-流变相法(SGR法)制备Li3V2(PO4)3。结果表明,在600℃、月桂酸用量为x=0.35条件下制得表面形貌理想、电化学性能优异的Li3V2(PO4)3样品。比较了溶胶凝胶法和SGR法制备Li3V2(PO4)3样品,SEM测试结果显示采用SGR合成的样品颗粒细小,粒径分布均匀;充放电性能测试结果在0.1C、1C、2C倍率下的充放电性能SGR法均优于溶胶凝胶法。 采用SGR法制备5LiFePO4·Li3V2(PO4)3正极材料。XRD测试结果显示,合成的样品均出现LiFePO4和Li3V2(PO4)3的特征峰,说明5LiFePO4·Li3V2(PO4)3属于Li3V2(PO4)3掺杂LiFePO4的复合材料;SEM测试结果显示,在600℃月桂酸用量为x=0.55的条件下合成样品颗粒呈类球形,一次粒径小。0.1C、1C、2C倍率下首次放电比容量分别为154.4mAh·g-1、150.2mAh·g-1、143.9mAh·g-1,30次循环后的放电比容量分别为140.2mAh·g-1、136.4mAh·g-1、128.9mAh·g-1。