本文采用碳热还原法合成LiFePO₄/C和xLiFePO₄-yLi₃V₂（PO₄）₃正极材料,研究了原料的选择、工艺参数的优化及离子掺杂对两种复合材料的影响。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、不同倍率充放电测试、交流阻抗测试、循环伏安测试等检测手段,对材料的晶体结构、表面形貌及电化学性能进行了表征。以LiOH·H₂O为锂源、NH₄H₂PO₄为磷源,不同铁源和碳源为原料,采用碳热还原法制备了LiFePO₄/C,并研究了其对合成的LiFePO₄/C的性能影响。结果表明:以Fe₂O₃和酒石酸合成的样品颗粒粒径较小,分布较均匀,颗粒晶型完整,纯度高,具有首次充放电比容量高（115.342 m Ah·g-1）,充放电平台平稳及极化度较小等优点。进一步对不同煅烧时间和碳含量进行了研究,确定了制备LiFePO₄/C的较佳合成工艺条件:350℃预烧4 h,750℃煅烧7 h,碳含量为9.5wt%。在0.1C倍率下,首次放电比容量为136.385 m Ah·g-1,20次循环后比容量保持在99.8%以上,材料显示出良好的充放电循环性能。采用碳热还原法合成xLiFePO₄-yLi₃V₂（PO₄）₃复合材料。研究了温度、时间、复合比例等工艺参数对材料性能的影响。优化出复合材料制备的工艺条件为:复合比例9:1、煅烧温度750℃和煅烧时间7 h。合成的复合材料包含两种物相,既有橄榄石型结构的LiFePO₄,也有单斜结构的Li₃V₂（PO₄）₃。充放电曲线出现四个电压平台,包括在3.4 V附近LiFePO₄的电压平台和在3.6⁴.2 V之间Li₃V₂（PO₄）₃三个特征电压平台,且充放电平台明显、平稳,兼有两种材料的电化学性能。采用Nb³⁺对LiFePO₄/C和9LiFePO₄-Li₃V₂（PO₄）₃进行掺杂改性,研究了Nb³⁺掺杂量对两种材料性能的影响。结果表明:掺杂材料LiFe_0.98Nb_0.02PO₄/C和9LiFe_0.99Nb_0.01PO₄-Li₃V₂（PO₄）₃表现出更优异的电化学性能,粉体颗粒细小、均匀,团聚减少,结构并未发生变化。在0.1C倍率下,LiFe_0.98Nb_0.02PO₄/C的首次放电比容量为146.881 m Ah·g-1,比未掺杂样品的首次放电比容量136.385 m Ah·g-1提高了7.7%,经过20次循环后,放电比容量仍保持在99.6%以上,其在1C下,放电比容量为105 m Ah·g-1。9LiFe_0.99Nb_0.01PO₄-Li₃V₂（PO₄）₃在0.2C下首次放电比容量为147.146 m Ah·g-1,比未掺杂的放电比容量提高了11.4%,在5C下放电比容量为107.905 mAh·g-1,说明了Li₃V₂（PO₄）₃的复合有利于提高LiFePO₄/C的高倍率充放电性能和循环性能。