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近年来,以锂离子电池为主的二次电池在消费电子,新能源汽车和各种储能领域中得到了广泛的应用。然而,金属锂资源短缺和有机电解液易燃易爆的特性限制了锂离子电池在未来的发展。水系锌离子电池作为一种新型二次电池,以其独特的优势吸引了广泛关注。首先,相比于有机电解液,水系电解液更加安全、廉价,并且具有更高的离子电导率。其次,金属锌负极具有自然丰度高,可在水中稳定存在等优点。虽然目前关于水系锌离子电池的研究取得了一定的进展,但关于兼具高容量,高倍率性能和长循环寿命的正极材料的研究仍然很少。因此,本文以三种钒氧基化合物为研究对象,将其作为正极材料组装水系锌离子电池,分别研究它们的电化学性能和储能机理。本文主要研究内容如下:采用溶胶-凝胶法制备了Na1.25V3O8纳米片正极材料,组装的锌离子电池具有0.2-1.9V的高电压窗口,在功率密度为143.6 W kg-1时,最大能量密度可达到416.9 Wh kg-1。在对其储能机理的研究中,通过非原位XRD,XPS测试观察到电极在第一次充放循环过程中Na离子脱出的相转变过程。通过水热合成法制备了Zn3V2O7（OH）2·H2O纳米片正极材料,组装的锌离子电池表现出优异的倍率性能,在10 A g-1电流倍率下可以达到81.7%的容量保持率。在5 A g-1的大电流下进行了6000次的充放电循环后,表现出94.4%容量保持率的超长循环寿命。DSCV分析结果表明,该电极出色的循环性能得益于其在循环过程中稳定的晶体结构。通过水热合成法制备了（NH4）2V6O16·1.5H2O纳米带正极材料,组装成锌离子电池并对其进行电化学测试。结果表明,该电极在具有515.3 mAh g-1的高初始容量,而且倍率性能优秀,在10 A g-1大电流下仍然具有183.3 m Ah g-1的可逆容量。组装的电池在527.3 W kg-1的功率密度下可以提供的最大能量密度为505.0 Wh kg-1。同时,非原位XRD结果表明电极在循环过程中有新的物相产生。