为满足当今社会对锂离子电池高体积能量密度和高质量能量密度的需求,急需开发出可替代商业化石墨的负极材料,具有高比容量的过渡族金属氧化物是负极材料领域的研究热点。然而,过渡族金属氧化物存在电子电导率和离子电导率低等不足之处,导致了其较差的倍率性能,同时锂离子反复嵌入与脱出过程中活性材料较大的体积变化严重破坏了活性材料的结构,导致材料粉化和容量衰减,极大制约了过渡族金属氧化物商业化应用。本论文通过表面碳和ZnO共包覆方法改善ZnFe₂O₄材料的电化学性能。另外,针对动力型锂离子电池热失控安全和高倍率性能差等实际问题,本论文通过在电极材料中添加TiN纳米颗粒,改善了电池大电流充放电过程中热量的均匀分布与快速散热,增强了电池的大电流放电性能和电池的安全性。具体研究内容如下:首先,配置以乙二醇为络合剂的铁酸锌前驱体溶液,采用喷雾干燥技术收集铁酸锌前驱体粉末,最后在惰性气氛下煅烧得到ZnO/ZnFe₂O₄@C复合材料。研究结果表明,合成的材料具有空心球壳结构,碳层包覆可以有效抑制充放电过程中铁酸锌的体积膨胀及材料粉化,进而改善材料的电化学性能。同时,ZnO与ZnFe₂O₄之间的协同效应能够更好地发挥复合活性材料的储锂性能,改善了ZnO/ZnFe₂O₄@C复合材料的循环性能和倍率性能。其次,通过超声喷雾技术在磷酸铁锂正极极片表面沉积纳米TiN,并制作成2063C8叠片电池。电化学测试结果表明,TiN修饰后的电池的电化学性能得到了显著的提升,电池的热稳定性也有良好的改善,这主要归因于具有高导电率和高导热率的TiN纳米颗粒在电极内部所形成的导电/导热网络,有助于电极内部电子的快速输运和热量的迅速传导,进而提升了磷酸铁锂材料电化学性能以及改善了电池安全性能。