近年来，随着资源紧缺、环境污染问题的日益突出，新能源尤其是以锂离子电池为代表的能源储能器件迅速发展，不断在电动汽车、医疗器械和通讯设备等领域代替镍镉、镍氢等传统蓄电池。磷酸铁锂因其具有诸多优点而被认为是能够代替钴酸锂成为下一代锂离子电池正极材料的首选。但是磷酸铁锂本身具有制备工艺复杂、导电性差和锂离子扩散慢等缺点，本论文旨在解决以上问题，改进了一种新型的沉淀-碳热还原法制备纳米磷酸铁锂，并从碳源和结构两方面对磷酸铁锂做了碳包覆的表面改性研究。首先，为了适应产业化的需求，对现有的制备方法进行了改进，综合了共沉淀法制备纳米材料的优势和碳热还原法简单廉价的优势，探索出新型的共沉淀-碳热还原法。以FePO₄前驱体、Li₂CO₃、有机碳源为原料制备出了纳米LiFePO₄/C，探索了热处理制度和最佳残碳量。碳包覆的碳源对磷酸铁锂的性能有重要影响。为了选择合适的包覆碳源，研究了有机碳源中吡啶环结构的数量对于磷酸铁锂物理和电化学性能的影响。结果发现结构中含有多个吡啶环的淀粉比含一个吡啶环的葡萄糖和无吡啶环的月桂酸在合成LiFePO₄/C拥有厚度更均匀的碳包覆层，LiFePO₄颗粒更细小、团聚更少，残碳的石墨化度更高，导电性和比容量更高，在电化学反应中的极化和阻抗更小，因此是理想的包覆碳源。在高温下，碳源中吡啶环结构会发生分解变成大配位的芳香族结构，这种芳香结构有利于提高LiFePO₄/C残碳的石墨化度，对提高导电性、电化学性能有重要的作用。针对碳包覆的结构方面，首次设计了核壳-网状结构的LiFePO₄/C复合结构。所制备的LiFePO₄/C复合结构由具有完整均匀的碳包覆层的球形LiFePO₄颗粒和交联成网的纳米碳片组成，具有高的比表面积和少量的孔结构。这种结构形成更多电子导电通道，增加了活性材料与电解液的充分接触，缩短了锂离子的扩散距离，因而具有良好的电化学性能，特别是优越的高倍率循环性能。