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随着社会的飞速发展,人类对能源的需求量越来越多,煤炭、石油、天然气等不可再生能源逐渐减少,环境问题就日益严重,使能源和环境成为备受关注的两大社会问题。发展低碳经济和清洁可再生能源成为各国非常重视的课题,这也对储能装置的各项指标提出了新的要求。水溶液可充电锂电池安全无毒、长循环寿命、高功率、低成本使得它成为短距离电动汽车和太阳能、风能发电站的最合适的能量储存和转化装置。目前对水溶液可充电锂电池正极材料的研究比较广泛,作为单电极电化学性质较好,而负极材料则相对研究较少,且现有的报道也都由于容量低、循环性能不好而不能与正极材料实现较好的匹配。纳米材料尺寸小,锂离子脱／嵌行程短,比表面积大,嵌锂活性位点多；大电流下充放电时的电极极化程度小、可逆容量高等的特点得到了广泛关注。因此,本论文从纳米材料出发,以水溶液可充电锂电池负极钒酸锂及聚吡咯包覆钒酸锂改性材料为研究对象,经过材料的合成,表征,测试了它们在水溶液电解质中的电化学性能,主要内容包括：本论文第三章通过溶胶凝胶法制备了钒酸锂纳米棒。该纳米棒长约2μm,宽约500nm,是明显的层状结构。在水溶液中的电化学性能表明,该材料可以在水的电压窗口之内进行锂离子的嵌入和脱出,CV曲线上有—对明显的氧化还原峰,分别位于-0.25V和-0.4V,经过20次的循环之后,在20mA g-1、50mA g-1、100mAg-1的电流密度下该材料的容量几乎没有变化,分别为76mAh g-1、60mAhg-1、50mAh g-1,50次之后仍分别能保持64mAh g-1、47mAh g-1、40mAh g-1,占起始容量的88%、76%、77%,表现出比以往材料优越的循环性能。本论文第四章制备了PPy@LiV3O8复合纳米材料并对其电化学性能进行了研究,TEM结果显示包覆层均匀,厚度约14nm。通过对比在水溶液中的电化学性能发现,复合材料在50mAg-1、100mAg-1、200mA g-1的电流密度下的首次充电可逆容量分别高达108mAh g-1、92mAh g-1、80mAh g-1,显示出较好的倍率性能,这主要是导电的PPy包覆层使材料的电子导电性明显提高,这样就加速了电荷转移反应,因此更有利并加快了大电流密度下锂离子的嵌入和脱出,从而使PPy@LiV3O8纳米复合材料表现出较单纯LiV308纳米材料优异的倍率性能和更高的容量。同样,未经过处理的LiV3O8电极材料的容量衰减很严重,5次循环后容量仅保持初始的53%,经过包覆后,PPy@LiV3O8复合材料的容量衰减得到了明显抑制,10次循环后容量还保持初始的84%,这主要是由于LiV308表面均匀的包覆层可有效地阻止充放电过程中V离子在水溶液中的溶解,同时聚吡咯包覆层在电极表面作为导电以及粘结聚合物,还可以作为在循环过程中LiV308材料形变以及相变的缓冲剂,从而维持了较好的循环性能。