1 前言

鋰電世界訊，自J.B.Goodenough [1] 等人于1997年首次報(bào)道了化合物L(fēng)iMPO4 (M = Mn, Fe)可作為鋰離子電池正極材料以來(lái)，對(duì)該類化合物的研究就一直未能停止。該類化合物具有合成原材料豐富、生產(chǎn)成本低、無(wú)毒、環(huán)保、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性好、常溫電化學(xué)性能優(yōu)良等特點(diǎn)，因而獲得了迅速發(fā)展，目前已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)。但是，因?yàn)長(zhǎng)iMPO4 (M = Mn, Fe)材料自身離子電導(dǎo)率和電子電導(dǎo)率低，因此造成LiMPO4 (M = Mn, Fe)材料放電倍率性能很差，而且循環(huán)性能不佳。同時(shí)由于LiFePO4的嵌脫鋰電位較低，因而導(dǎo)致LiFePO4充放電電壓平臺(tái)較低，僅為3.4V（vs Li/Li+），其理論放電比容量為170mAh/g。但是在低溫下放電比容量更低，實(shí)際比容量最高只能達(dá)到110mAh/g。LiMnPO4的嵌脫鋰電位較高，因而其充放電電壓平臺(tái)較高，充放電平臺(tái)電壓為4.1V（vs Li/Li+），但是其離子電導(dǎo)率更低，因而放電比容量也低，而且電壓電勢(shì)下降很快。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)在固相法生產(chǎn)LiMPO4類材料過(guò)程中，存在著材料的振實(shí)密度較低，批次的一致性差等問(wèn)題。針對(duì)該材料特點(diǎn)，許多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了多方面的改性研究。

2 LiFePO4的改性研究

2.1 前驅(qū)體優(yōu)化及金屬元素?fù)诫s改性

Hong-Qiang［2］等以非離子型表面活性劑（吐溫40）作為添加劑，葡萄糖作為碳源，前驅(qū)體中加入添加劑，干燥后 N2保護(hù)下加熱煅燒（三個(gè)煅燒溫度研究點(diǎn)：680，720，750℃），合成得到實(shí)驗(yàn)樣品。

對(duì)比分析XRD圖譜，a曲線多出2個(gè)微小的寄生峰，兩個(gè)曲線其余峰形一致，峰形顯示表面活性劑并不影響LiFePO4晶體的形成，但是阻止了合成轉(zhuǎn)化過(guò)程中中間產(chǎn)物的產(chǎn)生。該寄生峰推論為L(zhǎng)iFePO4在高溫轉(zhuǎn)化過(guò)程中的中間產(chǎn)物焦磷酸鋰（Li4P2O7）和焦磷酸鐵鋰（LiFeP2O7）的物相。

SEM圖譜分析表明：（1）隨著煅燒溫度的升高，晶體顆粒尺寸增大，團(tuán)聚現(xiàn)象增加；（2）在同樣溫度下，含有表面活性劑樣品的晶體顆粒尺寸小于無(wú)活性劑樣品的晶體顆粒尺寸，且顆粒團(tuán)聚度呈現(xiàn)同樣的變化規(guī)律，如表1所示。

表1 兩種樣品的粒子特性數(shù)據(jù)

前驅(qū)體添加活性劑后合成的正極材料粒子特性良好，電化學(xué)性能測(cè)試數(shù)據(jù)優(yōu)異（見表2），更能滿足鋰離子電池對(duì)于材料的要求。性能改善的原因：活性劑在高溫?zé)峤庵杏兄贑包覆層均勻，促使樣品材料顆粒尺寸一致性較好，團(tuán)聚度減小，提升材料的電化學(xué)性能。

表2 兩種樣品不同倍率下的電化學(xué)容量以及低溫（-20℃）電化學(xué)容量

ZHAO Nannan[3]等采用固相法合成了鈰離子（Ce3+）摻雜的LiFePO4/C正極材料，并對(duì)樣品進(jìn)行理化分析和電化學(xué)性能測(cè)試。

樣品的XRD圖譜如圖3所示，從XRD圖譜可以看出，摻雜鈰離子并沒(méi)有在XRD的峰形中出現(xiàn)雜峰，表明摻雜金屬元素并不影響LiFePO4/C晶體的形成，而是完全進(jìn)入了LiFePO4/C的晶格中。

樣品電化學(xué)性能測(cè)試數(shù)據(jù)見圖4，從圖譜數(shù)據(jù)得知摻雜修飾后的材料電化學(xué)性能明顯優(yōu)于未摻雜樣品的電化學(xué)性能。研究得出摻雜金屬離子提高材料的電子傳導(dǎo)率，提升了鋰離子的擴(kuò)散通道，從而整體提高了材料的電化學(xué)性能。

倪江鋒[4]等用機(jī)械球磨和共沉淀兩種方法合成Cr3+摻雜的LiFePO4材料，并對(duì)合成后的化合物進(jìn)行了XRD，SEM等理化表征和電化學(xué)性能測(cè)試。對(duì)比純LiFePO4，摻雜后的LiFePO4化合物電化學(xué)性能得到很大的改善，充放電比容量可達(dá)到144mAh/g和158mAh/g，大于未摻雜的純LiFePO4。

鐘美娥[5]等加入Mn鹽對(duì)化合物L(fēng)iFePO4進(jìn)行摻雜，對(duì)摻雜后的樣品進(jìn)行了理化特征分析和電化學(xué)性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)碳包覆和少量 Mn2+一起摻雜的樣品，可以有效地提高 LiFePO4材料的電子電導(dǎo)率和鋰離子擴(kuò)散速率，從而提高了充放電容量。許多研究者[6-13]都對(duì)Mn離子摻雜LiFePO4材料的影響和電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。

Qiao-Ying Huang[14]等采用固相法合成了以下系列化合物：LiMnPO4/C、LiMn0.85Fe0.15PO4/C以及LiMn0.92Ti0.08PO4/C和Fe、Ti聯(lián)合摻雜化合物：Li(Mn0.85Fe0.15)0.92Ti0.08PO4/C，應(yīng)用XRD和SEM等對(duì)樣品理化特征進(jìn)行了分析。XRD研究表明Ti離子和Fe離子與LMP形成了固溶體。由于Ti、Fe離子的離子半徑小于Mn離子半徑，所以摻雜金屬元素能減小合成樣品的粒子半徑，有利于鋰離子的擴(kuò)散，尤其當(dāng)Ti-Fe聯(lián)合摻雜時(shí)，粒子半徑變化更明顯，電化學(xué)性能測(cè)試數(shù)據(jù)如圖5所示。

結(jié)合充放電曲線、倍率性能曲線和循環(huán)性能數(shù)據(jù)，從圖5中不難看出采用Fe-Ti聯(lián)合摻雜的化合物電化學(xué)性能得到較大改善，電容量、倍率特性和循環(huán)性能都有大幅度提高。

莊大高等[15]研究了水熱法合成LiFePO4化合物，并采用快速冷卻工藝合成，并對(duì)合成后的化合物的電化學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試。同時(shí)研究了Mn、Ni、Co三種金屬元素?fù)诫s的LiFePO4/C化合物，通過(guò)進(jìn)行樣品的結(jié)構(gòu)表征和電化學(xué)測(cè)試，研究了金屬元素的最佳摻雜量。結(jié)果顯示Co摻雜未能明顯提高實(shí)驗(yàn)樣品的電化學(xué)性能；Ni摻雜能明顯提高實(shí)驗(yàn)樣品的電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性：1C倍率條件下放電比容量為130 mAh/g，充放電循環(huán)100次后，容量沒(méi)有減少；Mn摻雜能改善實(shí)驗(yàn)樣品的比容量性能。研究了在水熱法前驅(qū)體中摻雜Nb5+離子，并高溫固相合成樣品，樣品進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試，含Nb5+ 1.0%（mol）的摻雜化合物樣品在0.1C倍率時(shí)，電容量148 mAh/g，2C倍率時(shí)，電化學(xué)比容量能達(dá)到132 mAh/g。結(jié)果表明：部分摻雜少量的金屬元素能改善樣品的電化學(xué)性能。

SUN Yu-Heng[16]等采用固相法合成Ti摻雜LiFe0.95Ti0.05PO4的化合物，并用XRD、FTIR、SEM等對(duì)樣品進(jìn)行理化表征和電化學(xué)性能測(cè)試， 在1C倍率下循環(huán)20次后，樣品容量能保持69%，而未摻雜化合物僅能保持33.6%，測(cè)試結(jié)果顯示摻雜后的樣品電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性更好，充放電比容量明顯提升。

LianLiang Wang[17]等合成了Ag摻雜的LiFePO4/C化合物，前驅(qū)體合成中，Ag(NH3)2OH和葡萄糖溶于溶液成混合溶液參與反應(yīng)。樣品測(cè)試結(jié)果顯示Ag粒子成功嵌入LiFePO4/C中形成固溶體，并影響樣品晶體顆粒形態(tài)。電化學(xué)性能測(cè)試顯示，樣品的容量可以達(dá)到141.3 mAh/g，在1C倍率時(shí)循環(huán)800次容量幾乎不衰減，表明Ag摻雜的化合物具有優(yōu)異的充放電循環(huán)性能。

2.2合成方法改性

Kwang Joo Kim[18]、K. Rajammal[19]等采用溶膠凝膠法，以醋酸鹽為原料，先合成凝膠前驅(qū)體，前驅(qū)體再經(jīng)過(guò)700℃、6h的熱處理，得到化合物樣品。

樣品A：LiCoxMn2-xO4 ( x = 0.1, 0.3 )，XRD測(cè)試表明，Co摻雜和純LiMn2O4的晶體結(jié)構(gòu)相同，表明：Co和Mn形成完全固溶體LiCoxMn2-xO4。SEM顯示：溶膠凝膠法合成的樣品顆粒的粒徑分布范圍窄，顆粒尺寸大小一致，粒子形態(tài)均一性好。兩種摻雜化合物L(fēng)iCo0.1Mn1.9O4、LiCo0.3Mn1.7O4與LiMn2O4材料相比，經(jīng)過(guò)100次以上的充放電循環(huán)后，含Co摻雜化合物電池的電化學(xué)循環(huán)性能良好。

樣品B：LiMn1-xAl0.5xCu0.5xPO4 ( x = 0.0、 0.1,、0.2)，XRD測(cè)試表明，Al、Cu摻雜金屬離子不改變?cè)衔锞w結(jié)構(gòu)，但摻雜金屬粒子引起原化合物的粒子半徑大小變動(dòng)，與純LiMnPO4的XRD譜圖對(duì)比發(fā)現(xiàn)，相應(yīng)的衍射峰位移變化。SEM和TEM測(cè)試顯示，Al、Cu摻雜的化合物（X = 0.1時(shí)）粒子尺寸最小，碳包覆均勻。電化學(xué)性能測(cè)試表明，聯(lián)合摻雜化合物（X = 0.1時(shí)）的電化學(xué)特性最好。K. Rajammal[19]等分析認(rèn)為Al離子的存在能提高電子遷移速率，減弱姜-泰勒效應(yīng)；Cu離子能穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)，兩種金屬離子聯(lián)合摻雜效應(yīng)能提高電子傳導(dǎo)率并能降低電子移動(dòng)的電阻。

J. Chen等[20]采用水熱法合成了系列正極材料：LiFePO4/C、LiMnPO4/C、LiFexMn1-xPO4/C、LiFexNi1-xPO4/C等樣品，對(duì)樣品的理化特征和電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征和測(cè)試，結(jié)果表明：兩種金屬摻雜形成的化合物粒子形態(tài)一致性較好，C包覆更均勻，電化學(xué)性能更加優(yōu)異。ZHOU Min等[21]也用水熱法合成LiFePO4化合物，并對(duì)樣品的理化特征和電化學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)顯示樣品密度可以超出1.4 g/cm3，比容量能達(dá)到150 mAh/g（0.5C倍率時(shí)）。水熱法具有合成簡(jiǎn)單，合成費(fèi)用低，同時(shí)測(cè)試表明采用該方法合成鋰離子電池正極材料是可行的。

Arun Kumar[22]等采用固相法合成純LiFePO4和LiFePO4/C兩種化合物，并對(duì)兩種化合物的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)特性進(jìn)行對(duì)比研究。研究發(fā)現(xiàn)C包覆能有效的控制LiFePO4粒子尺寸大小，能幫助Fe2+/Fe3+之間氧化還原的電子轉(zhuǎn)移，電化學(xué)特性研究發(fā)現(xiàn)純LFP樣品循環(huán)25次容量下降31%，LiFePO4/C樣品循環(huán)50次后容量下降僅3%，兩份樣品在C/5、 C/3和 C/2倍率時(shí)，對(duì)應(yīng)的容量分別為63、43、13mAh/g和163、144、118mAh/g，從數(shù)據(jù)看出，C包覆大幅度提升了材料的電化學(xué)性能。

Z. Xu[23]等采用微乳液合成方法合成了LiFePO4/C正極材料，并對(duì)其理化特征和電化學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試。TEM測(cè)試顯示顆粒形態(tài)基本一致，顆粒團(tuán)聚程度較小，C包覆均勻，厚度基本一致。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明微乳液法合成的材料具有優(yōu)異的充放電容量和循環(huán)性能。研究認(rèn)為這些性能得到提升的原因是因?yàn)槲⑷橐悍ㄔ诤铣蛇^(guò)程中更好的控制了顆粒的增長(zhǎng)速度和顆粒形態(tài)變化，阻止了顆粒的團(tuán)聚，并有利于C均勻包覆在顆粒表面，從而改善了顆粒的導(dǎo)電性和電化學(xué)性能。

H.-C. Kang[24]等用球磨法合成了LiFePO4/C，并對(duì)合成樣品進(jìn)行了分析和測(cè)試，研究了固相反應(yīng)的最佳合成條件，通過(guò)樣品的合成和測(cè)試尋找最佳的球磨法反應(yīng)條件。

Bang-Kun Zou[25]等人以抗壞血酸作為碳源，LiOH，Mn、Fe的硫酸鹽作為原料，H3PO4、乙二醇和去離子水混合溶液作溶劑，用溶劑熱法合成的LiMn0.4Fe0.6PO4前驅(qū)體，前驅(qū)體經(jīng)180℃干燥10 h，分作兩份，分別加入0%和8%（重量比例）的葡萄糖作為聯(lián)合碳源，以固相法合成得到納米級(jí)顆粒的樣品，分別命名為D0-LMFP（含0%的葡萄糖）和D8-LMFP（含8%的葡萄糖）。再以相同步驟合成兩份不含抗壞血酸的樣品，分別為S0-LMFP（含0%的葡萄糖）和S8-LMFP（含8%的葡萄糖）。四種樣品用XRD、SEM、TEM測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明： D8-LMFP樣品顆粒尺寸數(shù)據(jù)分布最窄，粒子形態(tài)一致性最好，團(tuán)聚度小，碳包覆厚度均勻度最好。

電化學(xué)性能測(cè)試結(jié)果見表3，數(shù)據(jù)顯示：D8-LMFP（即抗壞血酸和葡萄糖同時(shí)作為碳源）的化合物相對(duì)于其他三種化合物具有更優(yōu)良的電容量性能和倍率特性，并且在-20℃時(shí)還能具有122.0 mAh/g的比容量，當(dāng)溫度恢復(fù)到25℃時(shí)，電容量同時(shí)升到常溫時(shí)的容量。

表3 D8-LMFP和S8-LMFP的不同倍率下比容量數(shù)據(jù)（單位：mAh/g）

J. D. Wilcox[26]等研究了影響LiFePO4/C顆粒C包覆的因素。并對(duì)影響因素進(jìn)行分析和總結(jié)，通過(guò)系列實(shí)驗(yàn)獲取顆粒粒子C包覆的最佳條件。Y.-H. Huang[27]等用聚吡咯作為碳源，進(jìn)行C包覆，并對(duì)包覆后的樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征和電化學(xué)性能測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示聚吡咯作為碳源，對(duì)化合物的電化學(xué)性能有較好的改善作用。

Kaipeng Wu[28]等采用綠色合成法：氧化還原-共沉淀的方法合成 (MnFe2O4/rGO)納米粒子前驅(qū)體，前驅(qū)體經(jīng)球磨，熱處理后得到鋰離子電池正極復(fù)合材料LiMn1/3Fe2/3PO4/rGO/C，測(cè)試結(jié)果顯示：合成樣品的顆粒尺寸約在200nm左右，F(xiàn)e-Mn完全形成固溶體 LiMn1/3Fe2/3PO4，并且在顆粒中分布均勻，石墨烯和包覆碳組成的包覆結(jié)構(gòu)在顆粒表面包覆均勻。電化學(xué)測(cè)試樣品在20C倍率時(shí)具有94.8 mAh/g的放電比容量，充放電循環(huán)900次以后，容量?jī)H下降6.25%，表明此復(fù)合材料具有優(yōu)異的高倍率充放電容量和循環(huán)性能。

2.3其他改性研究

桑俊利[29]等對(duì)LiFePO4/C化合物的合成方法的改性進(jìn)行了系統(tǒng)對(duì)比，列舉了高溫固相反應(yīng)法、溶膠-凝膠法、微波合成法、水熱合成法和共沉淀法的合成研究和優(yōu)缺點(diǎn)；說(shuō)明了LiFePO4/C材料的分析手段和電化學(xué)的測(cè)試方法，比如：紅外光譜、掃描電鏡、X射線衍射和電化學(xué)性能研究等。

R.V. Apraksin[30]等研究正極材料LiFe0.4Mn0.6PO4與電極粘合劑的關(guān)系，用粘合劑（PEDOT : PSS / CMC）與傳統(tǒng)的粘合劑（PVDF）分別制作復(fù)合電極C-LFMP/PEDOT : PSS / CMC和C-LFMP/PVDF，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)采用新型粘合劑制作成的電極的電化學(xué)性能優(yōu)于傳統(tǒng)粘合劑制作的電極，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：0.2C和5C倍率的放電比容量140 mAh/g、130mAh/g，高于后者電極對(duì)應(yīng)的放電容量：119 mAh/g、106 mAh/g。新型粘合劑是水溶劑型粘合劑，不僅能提升該正極材料的電化學(xué)性能；相比傳統(tǒng)粘合劑，還具有環(huán)保優(yōu)勢(shì)。因此，水溶劑型粘合劑是未來(lái)值得進(jìn)行改性研究的方向之一。

3 LiMnPO4的改性研究

Ye Hong[31]等通過(guò)改變?cè)牧系奶砑哟涡颉⒏淖冊(cè)牧媳壤姆绞剑每煽氐暮铣煞椒ê铣闪?份LiMnPO4樣品，并對(duì)樣品的理化特性、晶體常數(shù)和電化學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試表明：當(dāng)LiOH/H3PO4 的摩爾比為2.7或3.0，采用Mn-P-Li的原材料添加次序，合成出的化合物具有最好的電化學(xué)性能，10C倍率時(shí)容量為105 mAh/g，0.5C倍率下循環(huán)100次后的容量保持率可達(dá)93%。研究還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)LiOH過(guò)量的情況下，有利于樣品粒子尺寸的減小并能提升LiMnPO4的電化學(xué)性能。

寇立琴[32]等利用溶劑熱法合成LiMnPO4/C，在合成過(guò)程中用Sr2+離子摻雜得到LiMn1-xSrxPO4/C（x = 0、0.01、 0.03,、0.05)系列化合物樣品，樣品的理化特征，顆粒形貌用XRD、SEM、EIS等進(jìn)行分析。電化學(xué)性能測(cè)試顯示，當(dāng)x = 0.01時(shí)，樣品的電化學(xué)性能最好：0.1C倍率充放電循環(huán)50次后電容量能達(dá)到119.2 mA?h/g，循環(huán)保持率分別為 95.5%，相應(yīng)地未摻雜樣品的循環(huán)保持率為85.1%。研究認(rèn)為鍶離子摻雜穩(wěn)定了材料的晶體結(jié)構(gòu)，因此改善了電化學(xué)性能。

王永強(qiáng)[33]等利用水熱法，可控的合成了系列磷酸錳鋰微納米材料樣品(LiMnPO4)，根據(jù)樣品的理化特性和電化學(xué)性能測(cè)試數(shù)據(jù)，獲得了最優(yōu)的水熱法合成磷酸錳鋰(LiMnPO4)的合成工藝。并且研究發(fā)現(xiàn)Fe元素?fù)诫s形成的固溶體，電化學(xué)性能提升更加明顯，結(jié)合水熱法合成的優(yōu)點(diǎn)，有望在磷酸錳鋰(LiMnPO4)的制備研究中得到應(yīng)用。

常曉燕[34]等采用固相法合成磷酸錳鋰材料樣品(LiMnPO4/C)，主要研究合成溫度和球磨時(shí)間對(duì)產(chǎn)物制備的影響。研究發(fā)現(xiàn)中間產(chǎn)物和反應(yīng)物的混合程度，燒結(jié)溫度的高低，都可以影響到磷酸錳鋰材料(LiMnPO4/C)的電化學(xué)性能。

朱彥榮[35]等采用計(jì)算方法研究了鋰離子電池正極材料LiMnPO4的電子結(jié)構(gòu)，計(jì)算了該材料晶體的晶體結(jié)構(gòu)，并且闡述了在電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，晶體內(nèi)電子轉(zhuǎn)移和相應(yīng)地結(jié)構(gòu)變化情況。

楊新[36]等采用固相法合成了LiMnPO4/ C復(fù)合正極材料，以間苯二酚甲醛樹脂作為碳源，研究了固相反應(yīng)的合成溫度和合成時(shí)間（燒結(jié)時(shí)間）對(duì)產(chǎn)物的影響，通過(guò)對(duì)樣品理化特征分析，顆粒形貌研究，電化學(xué)性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在600℃燒結(jié)3h的樣品顆粒粒徑細(xì)小，顆粒形態(tài)較一致，C包覆均勻性好。電化學(xué)測(cè)試數(shù)據(jù)：0.2C倍率放電容量121.6 mAh/g，充放電循環(huán)20次后容量為110 mAh/g。結(jié)果顯示在固相法合成過(guò)程中，適當(dāng)提高反應(yīng)溫度并適當(dāng)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，可以有利于晶體結(jié)構(gòu)改善，提高材料的電化學(xué)性能。

王志興[37]等以炭黑作為碳源，研究了固相反應(yīng)合成法合成LiMnPO4/ C正極材料的影響因素，分析了合成溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)材料晶體結(jié)構(gòu)完整性的影響，從而影響材料的電化學(xué)性能。

汪燕鳴[38]等用溶膠凝膠法合成了LiMnPO4/C材料，選擇月桂酸作為碳源，磷酸三丁酯作反應(yīng)物和絡(luò)合物制備出樣品。并對(duì)樣品進(jìn)行理化性質(zhì)分析和電化學(xué)性能測(cè)試，研究顯示溶膠凝膠法有利于材料納米顆粒堆積成為多孔類球形大顆粒，并有助于提高材料振實(shí)密度和電化學(xué)性能，合成的樣品C包覆均勻，在55℃高溫和-10℃下具有優(yōu)良的放電容量。

易惠華[39]等研究了LiMnPO4/C正極材料的制備，理化性質(zhì)和電化學(xué)性能，主要進(jìn)行了不同碳源的C包覆研究，F(xiàn)e、Zn、Mg及三種金屬聯(lián)合摻雜對(duì)LiMnPO4/C材料的晶體結(jié)構(gòu)、顆粒形態(tài)、電化學(xué)性能影響的研究。郭粉霞[40]等進(jìn)行了不同合成方法（固相法、流變相法、水熱法）制備LiMnPO4/C正極材料的研究，進(jìn)行了Fe、Co、V等摻雜制備LiMnPO4/C正極材料的研究，合成了Li3V2(PO4)3/C和LiCoPO4/C正極材料，對(duì)合成的樣品進(jìn)行理化分析和顆粒研究，進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試。陳亞芳[41]等研究了固相法、水熱法、前驅(qū)體方法三種不同方法制備LiMnPO4/C正極材料，合成的樣品進(jìn)行理化性質(zhì)表征和電化學(xué)性能測(cè)試，對(duì)比了三種方法在制備材料過(guò)程中的優(yōu)缺點(diǎn)，并總結(jié)了對(duì)材料電化學(xué)性能的影響。聶平[42]等進(jìn)行LiMnPO4/C的溶劑熱制備法，F(xiàn)e、Co金屬離子摻雜LiMnPO4/C制成復(fù)合正極材料以及復(fù)合材料LiMnPO4/MWCNT的研究，并測(cè)試了樣品電化學(xué)性能。

4 展望

聚陰離子磷酸鹽類正極材料的改性研究，許多學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了金屬摻雜改性（含多金屬的聯(lián)合摻雜）、不同碳源及多碳源聯(lián)合包覆（抗壞血酸、葡萄糖、石墨烯、月桂酸等）的研究、不同合成方法或者通過(guò)控制合成過(guò)程的改性研究等。

未來(lái)鋰離子電池正極材料電化學(xué)性能的改善，將采用多金屬?gòu)?fù)合摻雜并結(jié)合碳源包覆、前驅(qū)體改性等，向著復(fù)合型正極材料方向進(jìn)行研究；或者是其他正極材料類的改性研究[43]。包括多元正極材料的研究，例如鋰硫化合物鋰離子電池材料[44]，鈉硫化合物鈉離子電池材料[45]，復(fù)合硅酸鹽類鋰離子電池材料[46-48] 等電極材料的研究等。

參考文獻(xiàn)：

[1]K. Padhi, K. S. Nanjundaswamy, and J. B. Goodenough. Phospho-olivines as Positive-Electrode Materials for Rechargeable Lithium Batteries. J. Electrochem. Soc, Vol. 144(4), 1997: 1188-1194

[2] Hong-Qiang Wang,Xiao-Hui Zhang,Feng-Hua Zheng. surfactant effect on synthesis of core-shell LiFePO4/C cathode materials for lithium-ion batteries. J Solid State Electrochem 2015,19:187-194

[3] ZHAO Nannan, LI Yongsheng, ZHI Xiaoke, etal. Effect of Ce3+ doping on the properties of LiFePO4 cathode material. JOURNAL OF RARE EARTHS, 34(2), 2016: 174-180

[4]倪江鋒,周恒輝,陳繼濤等,金屬氧化物摻雜改善LiFePO4電化學(xué)性能.無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào),2005,21,4:472-476.

[5]鐘美娥，周震濤，林學(xué)好.橄欖石型 LiFePO4的摻錳改性研究.電池工業(yè),2009,14(3):202-205

[6] Chung H T, Jang S K, Ryu H W, et al. Effects of nano-carbon webs on the electrochemical properties in LiFePO4/C composite [J]. Solid State Commun, 2004,131(8): 549-554.

[7] 常曉燕,王志興,李新海,等. 鋰離子蓄電池正極材料Li Mn1-xFexPO4的合成與性能 [J]. 電源技術(shù), 2005, 29(10):644-647.

[8] 楊蓉,宋曉平,姚秉華,等. 正極材料磷酸亞鐵鋰的共沉淀合成和 Mn2+摻雜的研究[J]. 西安理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2006, 22(1): 82-84.

[9] 胡勤琴, 周震濤. Li Mn0.6Fe0.4PO4摻碳改性的研究 [J]. 電池,2007,37(1):38-40.

[10] Mi C H, Zhang X G, Zhao X B, et al. Synthesis andperformance of Li Mn0.6Fe0.4PO4/ nano -carbon [J]. MaterialsScience and Engineering B, 2006, 129: 8-13.

[11] Nakamura T, Sakumoto K, Okamoto M, et al. Electrochemicalstudy on Mn2+-substitution in Li Fe PO4olivine compound [J] .Journal of Power Sources, 2007, 174(2):435-441.

[12] Chang X Y, Wang Z X, Li X H, et al. Synthesis and performance of LiMn0.7Fe0.3PO4 cathode material for lithium ion batteries [J]. Materials Research Bulletin, 2005, 40:1513-1520.

[13] 宋士濤,鄧小川,孫建之,等.鋰離子電池正極材料Li(MnxFe1-x)PO4的合成及電化學(xué)性能的研究 [J]. 功能材料,2005, 36(12): 1941-1943.

[14]Qiao-Ying Huang, Zhi Wu, Jing Su, etal. Synthesis and electrochemical performance of Ti–Fe co-doped LiMn PO4/C as cathode material for lithium-ion batteries. Ceramics International 42 (2016) 11348–11354.

[15]莊大高，趙新兵. 鋰離子電池正極材料LiFePO4的合成及電化學(xué)性能的研究.浙江大學(xué),2006.

[16]SUN Yu-Heng,LIU Dong-Qiang,YU Ji, et al, Synthesis and Electro-Chemical Properties of Ti-doped Non-stoichiometric LiFePO4 for Lithium-ion Battery Application. CHINESE JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY, 2006,22 ,9:1711-1714

[17]LianLiang Wang,Pei Hua Ma,Kun Zhang, etal. Hydrothermal synthesis of silver embedded LiFePO4/C. J.Chil.Chem.Soc.55(2),2010:176-178

[18] Kwang Joo Kim*, Jung Han Lee, Tae Young Koh, etal. Improved cyclic stability by octahedral Co3+ substitution in spinel lithium manganese oxide thin-?lm cathode for rechargeable microbattery. Electrochimica Acta 200(2016) 84-89.

[19]K. Rajammal, D. Sivakumar, Navaneethan Duraisamy, et al. Structural and electrochemical characterizations of LiMn1-xAl0.5xCu0.5xPO4(x=0.0, 0.1, 0.2) cathode materials for lithium ion batteries. Materials Letters 173 (2016) 131-135.

[20] J. Chen, S. Wang, and M. S. Whittingham, “Hydro-thermal synthesis of cathode materials,” Journal of Power Sources.2007,174, 2: 442–448.

[21]ZHOU Min, QIAN Jiang Feng, CAO Yu Liang .et al. Low temperature hydrothermal synthesis and electrochemical performances of LiFePO4 microspheres as a cathode material for lithium-ion batteries. New Energy Materials, 2012, 57(32): 4164–4169

[22]Arun Kumar,R. Thomas,N. K. Karan,etal. Structural and Electrochemical Characterization of Pure LiFePO4 and Nanocomposite C-LiFePO4 Cathodes for Lithium Ion Rechargeable Batteries. Journal of Nanotechnology. 176517,2009:1-10.

[23] Z. Xu, L. Xu, Q. Lai, and X. Ji, Micro-emulsion synthesis of Li Fe PO4/C and its electrochemical properties as cathode materials for lithium-ion cells, Materials Chemistry and Physics, 2007,105,1: 80–85,.

[24] H.-C. Kang, D.-K. Jun, B. Jin, et al., Optimized solid-state synthesis of LiFePO4 cathode materials using ball-milling, Journal of Power Sources, 2008, 179(1):340–346,.

[25]Bang-Kun Zou, He-Yang Wang, Zi-Yue Qiang, etal. Mixed-carbon-coated LiMn0.4Fe0.6PO4 nanopowders with excellent high rate and low temperature performances for lithium-ion batteries. Electrochimica Acta:196(2016):377-385

[26] J. D. Wilcox, M. M. Doeff, M. Marcinek, and R. Kostecki, Factors influencing the quality of carbon coatings on LiFePO4, Journal of the Electrochemical Society, 2007，154, 5：389–395,.

[27] Y.-H. Huang, K.-S. Park, and J. B. Goodenough, Improving lithium batteries by tethering carbon-coated LiFePO4 to polypyrrole, Journal of the Electrochemical Society.2006,153, 12:2282–2286.

[28]Kaipeng Wu, Guorong Hu*, Zhongdong Peng, et al. In situ green synthesis of MnFe2O4 reduced grapheme oxide nano-composite and its usage for fabricating high-performance LiMn1/3Fe2/3PO4 reduced graphene oxide/carbon cathode material for Li-ion batteries. Electrochimica Acta 196 (2016):252–260.

[29]桑俊利, 王巧娟,郭西鳳.磷酸鐵鋰正極材料的合成與表征技術(shù).無(wú)機(jī)鹽工業(yè),2008,40(2):13-16

[30] R.V.Apraksin, S.N.Eliseeva, E.G.Tolstopjatova, et al. High-rate performance of LiFe0.4Mn0.6PO4 cathode materials with poly(3,4-ethylenedioxythiopene): Poly (styrene sulfonate)/carboxymethyl cellulose. Materials Letters 176 (2016) 248-252.

[31]Ye Hong, Zilong Tang, Wei Quan et al. Controllable synthesis of LiMnPO4 nanocrystals: Morphology evolution and their size-dependent electrochemical properties. Ceramics International 42 (2016) 8769–8778

[32] 寇立琴，陳芳杰，陳麗. 鍶摻雜 LiMnPO4/C 正極材料電化學(xué)性能的研究. 當(dāng)代化工,2015,44,10:2286-2293.

[33] 王永強(qiáng)，章冬云，劉艷等. 磷酸錳鋰正極材料的可控合成與電化學(xué)性能研究. 上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）, 2013,13,4:285-290.

[34]常曉燕，王志興，李新海等. 鋰離子電池正極材料 LiMnPO4的合成與性能.物理化學(xué)學(xué)報(bào), 2004,20,10:1249-1252.

[35] 朱彥榮，謝穎，伊廷鋒等. 鋰離子電池正極材料 LiMnPO4/C的電子結(jié)構(gòu). 無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào), 2013,29,3:523-527.

[36]楊新，劉學(xué)武，劉貴昌等. 鋰離子電池正極材料 LiMnPO4/C的合成研究.電化學(xué),2011,17,3:306-311.

[37]王志興，李向群，常曉燕等. 鋰離子電池橄欖石結(jié)構(gòu)正極材料 LiMnPO4的合成與性能.中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào), 2008,18,4:660-665.

[38]汪燕鳴，王飛，王廣健. 溶膠-凝膠法制備 LiMnPO4/C正極材料及其電化學(xué)性能. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào), 2013,28,4:415-419.

[39]易惠華，戴永年，方海生. 鋰離子電池正極材料 LiMnPO4的制備及改性研究. 昆明理工大學(xué), 2012.

[40]郭粉霞，張聯(lián)齊. 磷酸錳（鈷）鋰鋰離子電池正極材料.天津理工大學(xué), 2014.

[41]陳亞芳，宋光森，王又容. 鋰離子電池正極材料磷酸錳鋰的合成及改性研究.武漢工業(yè)學(xué)院,2011.

[42] 聶平，張校剛. 鋰離子電池正極材料 LiMnPO4的制備及其電化學(xué)性能研究. 新疆大學(xué), 2012.

[43]Tsutomu Ohzuku, Ralph J. Brodd. An overview of positive-electrode materials for advanced lithium-ion batteries. Journal of Power Sources, 2007, 174: 449–456

[44]Linda F. Nazar, Marine Cuisinier, Quan Pang. Lithium-sulfur batteries .Materials Research Society, 2014, 39:436-441

[45]Kei Kubota, Naoaki Yabuuchi ,Hiroaki Yoshida ,et al Layered oxides as positive electrode materials for Na-ion batteries. Materials Research Society, 2014, 39:416-422

[46]Mohammad Mahdi Kalantarian, Sirous Asgari, Doretta Capsoni, et al. An ab initio investigation of Li2M0.5N0.5SiO4(M, N = Mn, Fe, Co Ni) as Li-ion battery cathode materials. Phys. Chem. Chem. Phys, 2013, 15: 8035--8041

[47]Guang He, Guerman Popov, and Linda F. Nazar. Hydrothermal Synthesis and Electrochemical Properties of Li2CoSiO4/C Nanospheres Chem. Mater. 2013, 25:1024?1031

[48]Guohua Zhong,Yanling,Li,Peng Yan,et al. Structural, Electronic, and Electrochemical Properties of Cathode Materials Li2MSiO4(M=Mn, Fe, and Co): Density Functional Calculations. J. Phys. Chem. 2010, 114:3693–3700

（鐘萬(wàn)1 張萍1 劉一町1 劉珊珊2 譚銘2 趙紅遠(yuǎn)2 劉興泉1,2）

（1 四川富驊新能源科技有限公司 四川 綿陽(yáng) 62100）

（2 電子科技大學(xué)新能源材料與器件研究中心 四川 成都 610054）