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中文摘要：
LiFePO4被认为是下一代锂离子电池的首选正极材料，具有广阔的应用前景。本项目通过高温固相法合成了锂离子电池正极材料LiFePO4以及离子掺杂和碳包覆的LiFePO4。采用第一性原理结合XRD、HRTEM、EPR、PALS、恒流充放电等技术研究了离子掺杂和碳包覆LiFePO4的晶体结构、微观缺陷结构、电子结构与电化学性能关系，从微观、介观和宏观三个层次阐明了离子掺杂和碳包覆提高材料离子及电子电导率、充放电性能和循环性能的原因，解决了长期处于争论的离子掺杂和碳包覆改变导电机制的问题，同时也为掺杂离子的选择提供了理论依据，丰富了离子掺杂理论。研究表明，离子掺杂不仅改变了正极材料内部的微观缺陷，同时也改变了晶格中阳离子外层电子能量的排布，从而提高晶格内部电导率的机理，因此改善了LiFePO4正极材料的电化学性能。采用分子动力学方法研究了LiFePO4中离子的结构及传递性质，建立了Li离子的扩散与LiFePO4的微观结构关系，结果表明，LiFePO4沿ac面生长排列，更有利于Li扩散，从而具有更优异的电化学性能。这些研究工作对加速LiFePO4产业化的发展，具有重要的科学指导意义。
结论摘要：
英文主题词LiFePO4; ion doping; carbon coating; microstructure; computer simulation
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