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锂钒氧系列电极材料是当前锂离子电池新一代正极材料的研究热点之一。本论文详细评述了钒系化合物(V2O5·nH2O干凝胶、VOx-NTs和LiV3O8)作为锂离子电极正极材料的合成方法、结构特征和电化学性能。针对钒系化合物材料目前研究现状，本论文分别从合成工艺和元素掺杂角度，对钒系正极材料进行了深入研究。
以NaVO3和H2SO4为原料，通过直接反应合成了一系列的CuxV2O5(x=0，0.05，0.15，0.25)材料，该方法具有反应快速，合成工艺简单等特点。研究了铜掺杂对材料结构和性能的影响。由于Cu的掺入使得材料中存在具有良好电子得失的V4+离子，因此电化学性能得以改善。掺杂量为x=0.25的材料，首次放电容量为259.2mAh/g，循环100周后，比容量仍保持在219.5mAh/g。
采用H2O2-V2O5法制备出V2O5·nH2O干凝胶。考察了热处理条件对V2O5·nH2O干凝胶结构和性能的影响。研究表明：在本实验室条件下，热处理可以提高材料的初始容量性能，但循环稳定性并没有得到改善。
通过热处理和洗涤的方式研究了有机物模板对VOx-NTs的结构、形貌和电化学性能的影响。初步分析了VOx-NTs电化学容量快速衰减的原因。研究表明：热处理和洗涤均不同程度地改善了VOx-NTs的容量性能，但循环稳定性并没有得到改善。容量衰减的原因是在较宽的充放电范围内，VOx-NTs发生了不可逆的重排。
以LiNO3、V2O5、H2O2和尿素为原料，采用燃烧法制备出LiV3O8正极材料。考察了尿素用量和焙烧温度对LiV3O8结构和电化学性能的影响。采用该方法制备的正极材料具有较好的电化学性能。当(Li+V)与尿素摩尔比为1∶0.5、烧结温度为300℃和烧结时间为8h时，样品首次放电容量为317.3mAh/g，循环30周后仍保持238.9mAh/g。
通过Cu和LiV3O8的氧化还原反应，制备出Cu掺杂的LiV3O8正极材料。研究表明：由于少量铜的掺入使得材料具有较好的容量性能和循环稳定性。首次放电比容量为265.0mAh/g，30周后为255.3mAh/g，100周后仍保持在227.7mAh/g。