钒基材料中的钒元素在化学反应过程中具有多种氧化态,可以实现多电子的氧化还原反应;同时,钒基化合物具有丰富的晶体结构,可以实现嵌入客体离子而减少对材料主体结构的破坏。因此,近年来钒基材料在锂离子电池及多价离子电池中的应用被广泛研究。然而钒基材料在电化学过程中仍存在离子电导率低、反应机理不明确等问题,这也阻碍了钒基材料在电池应用中的进一步发展。本文选择钒酸盐及钒氧化物材料作为研究对象,通过碳包覆、磷化等方法提升钒酸盐材料的储锂性能并探究其储锂机理;同时,利用电化学方法对钒氧化物进行原位结构转变,提高其储锌性能并对其转变机理和储能机制进行研究。本文具体研究内容如下:（1）通过水热法制备了钒酸铁纳米线,随后实现多巴胺在纳米线表面的原位聚合,并对其进行气相磷化制备了磷功能化的Fe2VO4/氮掺杂碳包覆的介孔纳米线材料。结果显示介孔纳米线的比表面积达到了97 m~2g-1,因此具有高的反应活性面积。氮、磷掺杂及碳包覆的结构有效降低了电荷转移电阻,而材料的介孔形貌也有效缓解了反应过程由于体积变化所产生的应力。磷掺杂不仅增强了活性物质的整体电荷转移反应的动力学,而且通过P-C和Fe-O-P键共价“桥接”了碳层和Fe2VO4材料。通过理论计算发现磷掺杂降低了Fe2VO4的禁带宽度,提升了材料的本征电导率。同时,P-Fe2VO4/NCMNWs材料具有优越的储锂性能:材料在0.5、5和10 A g-1下分别具有550、486和282 m A h g-1的放电比容量,并在循环250、500和1000圈后保持为1002、533和364 m A h g-1。（2）通过在电化学过程中水合二氧化钒/碳布（VOH/CC）材料的原位结构转化,获得柔性碱式钒酸锌/碳布（Zn VOH/CC）材料。这归因于电化学过程中部分H+/Zn2+的不可逆脱嵌使得初始的VOH/CC逐渐转变为Zn VOH/CC电极材料。Zn VOH/CC材料独特的结构优势主要体现在以下几方面:（I）碳布和纳米片结构可实现材料与电解液的充分接触,实现电子/离子的迅速转移;（II）结晶水、层间锌离子和晶格缺陷的存在增加了活性物质的电导率和反应位点,从而实现了以插层赝电容为机理的电化学反应;（III）活性物质与碳布之间的结合力强,可有效减少活性物质在电化学过程中的团聚和溶解。基于以上协同作用,Zn VOH/CC材料在0.5和20 A g-1下分别具有337和132 m A h g-1的放电比容量,并在20 A g-1下进行5000次充放电后,容量仍保持为135 m A h g-1。将Zn VOH/CC与Zn/CC负极组装成柔性器件,该柔性器件也展现出优异的储锌性能,材料在10 A g-1下进行170次充放电后的放电比容量达到184 m A h g-1。电池在折叠和打孔的情况下均可以正常工作,表明它具有出色的柔性和安全性。这一章节工作通过电化学原位转化策略,构建了高性能柔性锌离子电池电极。