本文针对锂电正极材料磷酸锰锂(LiMnPO₄)电子电导率和锂离子迁移率都很低的缺陷,采用水热法制备LiMnPO₄,通过添加矿化剂和表面活性剂、颗粒间构建三维导电网络的方法来改善材料的电化学性能,并探究改性机理。主要研究内容如下:采用水热法制备LiMn_0.8Fe_0.2PO₄(LMFP),对材料及正极片制备工艺条件进行优化。结果表明,最佳工艺条件为:原料中Li∶Mn_0.8Fe_0.2∶P的摩尔比为3∶1∶1,采用先将LiOH滴加到H₃PO₄中得到白色沉淀,然后缓慢加入MnSO₄、FeSO₄(Li-P-M)的加料顺序,溶剂中V_水∶V_醇为3∶5,水热温度为240℃,制备正极片时匀浆搅拌速度为3000 rpm,涂膜厚度为40?m。在此基础上,在Super P导电剂中分别掺杂10%石墨烯或20%碳纳米管均可提升材料导电性,材料首次放电比容量可分别达到154.6mAh/g和154.8 mAh/g,0.2C倍率循环50次后容量保持率比未加时的89.96%分别提升了2.60%和4.99%。在水热反应中加入矿化剂氢氧化钾(KOH)、阳离子型双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)、阴离子型十二烷基硫酸钠(SDS)和两性型甘氨酸(Gly)三种不同类型表面活性剂改性制备LMFP,结果显示:适量KOH可以有效促进晶体晶核的生成,得到材料粒径较小,当KOH浓度为0.025 mol/L时,材料在0.2 C倍率下放电比容量达到154.8 mAh/g。相比SDS和Gly,DDAB在减小颗粒粒径同时可提高粒径分布均匀性,LMFP/C-DDAB样品在0.2C下首次放电比容量为153.1 mAh/g,循环50次后容量保持率达到91.84%。KOH和DDAB均能减小材料颗粒粒径,提高材料有效碳包覆率,但两者在材料形成中所起的作用不同,矿化剂KOH的效果更好。LMFP/C-KOH样品在0.1、0.2、0.5、1.0、2.0和5.0 C倍率下的放电比容量分别为157.4、151.9、141.9、130.2、121.2和99.2 mAh/g,且在0.2 C倍率下循环100次后容量保持率为94.3%。利用氧化石墨烯(GO)高比表面积和碳纳米管(CNTs)较大长径比优势来提高颗粒间的电子传输,结果表明,在水热制备LMFP过程中同时加入GO和CNTs制备的LMFP/GO-CNTs/C材料性能最优,在0.2、0.5、1.0、2.0和5.0 C时放电比容量分别为159.7、155.1、144.9、131.8和108.1 mAh/g,相比于基础材料分别提高了5.0%、9.5%、16.9%、19.7%和24.8%。尝试分别采用NaCl和SiO₂作为制孔剂制备的三维碳架与材料进行复合,使正极材料填充于三维碳架网络结构中生长,在颗粒之间构建三维导电网络。结果显示,以NaCl为制孔剂,采用NaCl 0 h+NaCl/铁糖6 h的球磨方式制备的碳架结构最好且孔径较大,足够LMFP颗粒填充于三维碳架内部,材料的放电比容量和循环性能都得到提升。以SiO₂为制孔剂,当葡萄糖浓度为8%时可制备出结构完整、壁厚较小的三维碳架,水热过程中加入2%孔直径为600 nm的碳架时,LMFP颗粒能够进入碳架内部,碳架在颗粒与颗粒之间形成三维导电网络,材料在0.2 C倍率下首次放电比容量达到161.6 mAh/g,循环30次后容量保持率为95.6%。