钒酸铵材料是在钒酸锂电极材料的基础上提出的,近年来受到科研工作者的广泛关注,钒酸铵具有原材料丰富、制备简单、容量高、安全性能好等特点,同时也具有光催化、电传导、储锂、储钠性能。与钒酸锂材料相比,由于NH4+的引入,扩大了材料的层间距,同时由于氢离子的存在,形成分子内氢键,有效提高了材料结构的稳定性,是一种具有良好发展前景的正极材料。同时凭借其独特的结构和电子输送特性,可应用于超级电容器材料、传感器材料和纳米电子器件,具有非常广泛的应用研究前景。虽然NH4V308具有良好的电化学性能,但是由于NH4V3O8低的电导率和离子迁移率,使得在大电流密度充放电时,容量衰减快,能量密度小,作为锂离子电池的正极材料,其在大电流密度下的充放电性能有待进一步的提高。本课题主要通过溶剂热方法制备不同形貌、不同晶粒尺寸的NH4V3O8微纳米颗粒;同时选择合适的碳材料,通过探索实验工艺,实现NH4V3O8和碳材料的键合复合;同时成功的制备了具有氮原子掺杂碳层包覆的V2O5材料和具有钴离子掺杂的V2O5材料,作为锂离子电池的正极材料,均表现出较好的储锂性能。本论文主要取得了以下的研究成果:(1)通过溶剂热方法,成功制备出形貌可控的三维花球状的NH4V3O8材料,通过对溶液pH值的调整,反应溶液的pH值为4时,在15 mA g-1的电流密度下,放电比容量能够保持在365 mAh g-1,并且经过50次的充放电循环,放电比容量的保持率为83.8%,循环性和倍率性能较好。同时,通过调整反应溶剂种类,有效调控NH4V3O8形貌,反应溶剂为乙醇和乙二醇质量之比为2:1时,形貌为矩形结构的中空纳米管,为锂离子的脱嵌提供更多的活性位点。(2)成功的制备出NH4V3O8和Super P的复合材料,NH4V3O8片层间的球状Super P起到桥接、连接NH4V3O8片层的作用,搭建起NH4V3O8片层间电子传输和离子扩散的桥梁,提高了 NH4V3O8 材料的电导率和锂离子的扩散系数;同时也制备出NH4V3O8与氧化石墨烯复合材料,在电流密度为15 mA g-1时,样品rGO/NH4V3O8的最大的放电比容量达到253 mAh g-1,经过一系列大电流下的循环之后,容量的保持率依然稳定在为88%。(3)采用有机溶剂辅助原位水热生长法,将杂质氮原子掺入碳包覆层中,合成了具有氮掺杂碳包覆层的V2O5,掺杂的氮原子不仅能够提高电子电导率而且提升了材料的放电比容量,经过不同电流密度的循环,容量保持率为90%,提高了材料的储锂性能。(4)通过溶剂热合成方法,使用阴离子表面活性剂来辅助V2O5前驱体的生长成功制备出具有钴离子掺杂的V2O5材料,通过对钴离子含量的调控,对V2O5纳米片的尺寸控制和纳米带的生长起到一定的作用,当钴离子含量为10%时,储锂的能力最佳,钴离子掺杂之后,样品的晶格参数扩大,有利于Li+的扩散和转移。