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锂离子电池正极材料磷酸铁锂由于其结构稳定，性能优异，成本低廉，环境友好，安全性高，而受到研宄者极大的关注。但是由于材料本身的结构特点所导致的电子电导率差和锂离子扩散系数低等缺点，使其在大电流电池应用方面受到限制。而大电流电源应用要求高功率密度。只有当磷酸铁锂电池材料具有好的电子和离子电导率时，极化才会小。这样，可使得材料在高倍率放电条件下不仅具有高容量而且具有高放电电压，从而显著提高材料的功率密度。 在本论文中，从纳米化、自掺杂和碳包覆三个方面，探讨了影响LiFePO4正极材料极化和功率密度的因素。首先，从纳米化出发，主要探索了以四甘醇作为表面活性剂，在低温水热条件下，四甘醇含量的改变对磷酸铁锂晶体生长的影响，从而实现LiFePO4晶粒形貌、尺寸和结构的调控。此外，发现四甘醇不仅影响材料的形貌和粒径，也影响材料中由于自掺杂效应产生的Fe-Li反位缺陷。随着四甘醇含量的增加，这种反位缺陷浓度愈高。Fe-Li反位缺陷会对磷酸铁锂材料的导电性产生显著影响。一般认为，Fe占据Li晶位会阻塞Li离子通道，阻碍锂离子的扩散和迁移，从而使性能恶化。然而Li占据Fe晶位却有利于材料本征电导率的提高。二者共同作用将显著影响材料的电化学性能。通过优化水热反应温度和时间，利用这种自掺杂效应，发现水热反应温度的升高和时间的延长确实有助于减少Fe占据Li晶位的缺陷。在优化合成参数改善LiFePO4本征电导率的基础之上，探讨了不同碳源和方法进行碳包覆对材料电化学性能的影响，并发展了一种以固态葡萄糖为碳源的新型CVD碳包覆方法，与传统葡萄糖与LiFePO4直接混合随后退火碳包覆方法相比，碳包覆层更加均匀，石墨化程度更高。通过优化碳含量和碳包覆层厚度，获得了极高功率磷酸铁锂纳米正极材料。这为LiFePO4在大电流电源领域应用尤其是在电动汽车或混合动力汽车上的应用带来了新的希望。