目前常见商业化正极材料有钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）及磷酸铁锂（LiFePO4）,而钒氧化物如五氧化二钒（V2O5）可以嵌入/脱出多个锂离子,释放较高的理论容量,也一直被锂离子电池（LIB）行业广泛关注。由VO5构成的金字塔层组成的五氧化二钒中独特的层状结构,这为锂离子的嵌入/脱出提供了巨大空间。但是,α-V2O5本身较差的结构稳定性导致其循环稳定性较差。此外,电子电导率低、离子电导率低和缓慢的电化学动力学也限制了它性能的发挥。为了解决以上的问题,本文从构建微纳米材料和离子掺杂两个角度对五氧化二钒进行了改性研究,对其形貌和电化学性能分别进行了优化处理。首先本文合成了不同维度的V2O5微纳米级别材料来改善其电化学性能。以商用V2O5为原料,通过水热和煅烧的工艺方法,得到了一维纳米带、二维微米薄片的V2O5材料;同时为了得到三维结构,以偏钒酸铵为原料,尿素为形貌调节剂,采用相同的工艺,得到八面体结构。在电压窗口2.5-4.0 V下测试,V2O5纳米带和微米薄片在1 C下首次循环分别显示169、155 m Ah/g的初始放电容量,200次循环后容量分别为105、106 m Ah/g,对应容量保持率为86%和80%;V2O5八面体初始容量为142 m Ah/g,250次后放电比容量仍保持在129 m Ah/g,保持率为91%。由此可知,低维材料中互相连通的结构和微小纳米单位协同改善了V2O5的电化学性能。反观八面体具有更优异的电化学性能,这归因于三维立体结构,能够降低Li+扩散距离,锂离子的脱嵌变得更加高效;另一方面三维结构有效释放充放电过程的内应力,使得电极材料获得更稳定的循环性能。本文采用了离子掺杂的方式,在更宽的电压窗口下测试,氟化后的材料可以获得更高的容量,同时保证了结构的稳定性。将商用V2O5作为原料,采用水热法对其进行氟化处理,得到氟化后的V2O5（V2O5-F）。研究氟离子掺杂对V2O5结构、形貌和电化学性能的影响。氟的掺杂可以影响晶粒生长,调节颗粒形成尺寸。随着氟化程度增加,颗粒尺寸不断变小,且形貌趋向一致和规则,说明掺杂氟还会影响晶面的生长取向。V2O5-F在大电流密度下保持良好的循环稳定性,在5 C下的初始放电比容量为227 m Ah/g,400次循环后,放电比容量仍可以保持为167 m Ah/g,容量保持率为74%,实现了2.0-4.0 V电压窗口下在大电流密度下循环时,材料具有高比容量和高保持率的目标。氟离子的掺杂,提升了五氧化二钒的容量和循环稳定性,使其在充放电过程中显示出较高的可逆性。