近年来，为了解决能源危机和环境污染给人们带来的困扰，电动汽车作为清洁能源车系的杰出代表，取代传统汽车已成为汽车行业发展的必然趋势。锂离子电池因其高能量密度、良好的循环性能等优点而成为车用动力电源的首选。正极材料的开发是制约锂离子电池性能进一步提高、降低成本的关键，因而成为研究的热点。橄榄石型LiFePO₄可以提供3.4V的放电电压平台，理论放电容量达170mAh g^-1，而且价格低廉、环境友好、安全性高、具有优良的倍率性能以及循环稳定性，是一种理想的锂离子电池正极材料。但是，LiFePO₄也存在缺点，如电子导电率低和离子迁移率低等，针对这两个问题，我们在前人研究的基础上，也提出了自己的观点，并通过实验测试证明，合成出了电化学性能优异的LiFePO₄材料。此外，为了满足日益增长的大型储能设备对更高能量密度的需求，人们同时又致力于研究高电压材料来提高能量密度。尖晶石结构的LiNi_0.5Mn_1.5O₄工作电压4.7V（versus Li/Li⁺），理论容量为147mAh g-1，因而可以贡献高的能量密度650Wh kg-1，明显优于LiFePO₄(其能量密度为500Whkg^-1)，是一种极具潜力的正极材料。全文所研究主要内容包括：1.合成了无定形结构、单斜结构以及α-石英结构三种不同晶型的磷酸铁，分别以此作为铁源合成LiFePO₄/C，通过对LiFePO₄/C电化学性能的测试，得出最适合作为合成LiFePO₄的磷酸铁的晶型结构为无定型结构。2.以FeSO₄·7H₂O为原料，通过两种路线合成无定形磷酸铁。一种路线是首先合成出磷酸亚铁沉淀，后将其氧化为磷酸铁沉淀；另一种是在溶液中先将二价铁离子氧化为三价铁离子，然后直接生成磷酸铁沉淀。以不同氧化次序合成的磷酸铁为铁源，柠檬酸作为碳源，通过高温固相法合成LiFePO₄/C，研究了不同氧化次序合成的FePO₄·2H₂O对产物LiFePO₄/C电化学性能的影响。结果表明，第二种路线制备出的FePO₄·2H₂O作为铁源合成出的LiFePO₄/C样品，颗粒细小、分布均匀、电导率高、锂离子扩散速度快，表现出了极好的倍率性能以及循环性能。在0.1C倍率下首次放电容量达到160.6mAhg^-1，接近理论容量170mAh g^-1，当放电倍率增大到10C，仍能发挥出首次107mAh g^-1的高放电容量。在5C倍率下，经过300次循环，容量保持率可达97%，说明循环性良好。3.采用静电纺丝辅助的方法合成纳米尺寸的LiFePO₄/C粒子。静电纺丝法的优势在于可以制备出相互分离、独立的纳米纤维前驱体，改变了前驱体粒子的排布方式，抑制了高温烧结过程中LiFePO₄颗粒的进一步生长和团聚，得到纳米级尺寸的LiFePO₄粒子，从而缩短锂离子迁移路径，提高锂离子扩散速率。PVP被用作静电纺丝过程中的成丝剂，同时也作为还原剂和碳源被使用。经高温烧结，PVP裂解得到碳，相互交联的碳包覆在LiFePO₄粒子周围，并将LiFePO₄粒子连接在一起，得到了分布均匀的、粒径尺寸在50⁸0nm之间的原位碳包覆的LiFePO₄/C复合物。导电碳网络与纳米级粒子的协同作用使得纳米级LiFePO₄/C具有优异的电化学性能。在0.1C倍率下，放电容量为163.5mAh g^-1，在10C大倍率下，放电容量仍可达110.7mAh g^-1。此外，这种材料也表现出了很好的循环性能，经500次循环，在0.1C倍率下容量损失率不到3%，即使在5C倍率下容量损失率也少于5%。4.采用静电纺丝辅助的方法合成亚微米级粒子尺寸的LiNi_0.5Mn_1.5O₄。通过静电纺丝法合成的纳米纤维前驱体排布分散，有利于阻止产物LiNi_0.5Mn_1.5O₄粒子的生长和团聚，得到了结晶性好，粒径分布均匀，尺寸在150²00nm范围的细小的八面体晶体颗粒，具有Fd3m空间群结构。亚微米级的粒子尺寸不仅有助于增大电极与电解液的接触面积，还可以缩短锂离子以及电子的迁移路径，从而提高电化学性能。在0.1C倍率下，首次放电容量可达132.7mAh g^-1，经过100次循环，容量保持率达到96%以上，并且在高倍率5C充放电测试中，放电容量可达116.7mAh g^-1。