如今锂离子电池（LIBs）已发展成为高效且成熟的储能设备,并普遍应用于人们生活中。LIBs具有循环寿命长、环境友好和工作电压高等优势,但LIBs面临着锂资源短缺、分布不均及成本高等问题,极大地限制了其在储能领域的大规模应用,因此探索可替代的其他类碱金属离子电池成为了必要。作为新兴储能单元的钾离子电池（KIBs）具有钾资源储量丰富、成本低、以及K+去溶剂化能较低等优点,使其凸显出巨大的发展潜力。在碱金属离子电池中,电极材料对其性能起着关键作用,尤其是阴极材料。钒基材料因其特殊的层状及多通道结构、良好的稳定性、低成本且多价态等优点,成为一类理想的LIBs及KIBs阴极材料。本论研究了LiV3O8及KxV2O5分别作为LIBs及KIBs阴极材料时的制备及储能特性,为传统高容量LIBs的开发提供阴极候选材料,为KIBs新型阴极材料的开发进行必要补充和探索。针对用作LIBs阴极材料的LiV3O8,我们以合适的钒源、锂源和结构导向剂及分散剂为原料,通过固相烧结、一锅水热和两步合成法三种不同路线制备得到了不同形貌结构的LiV3O8样品（分别记为M-LVO,N1-LVO及N2-LVO）。讨论了不同情况下LiV3O8的形成机制,以及样品形貌尺寸、结晶性与其储锂特性的关系。其中,采用一锅法获得的N1-LVO具有最高的比容量（在100 m A/g下,初始可逆容量为285.9 m Ah/g,经100次循环后容量保持为199.7 m Ah/g）;通过两步法合成的N2-LVO首次可逆放电容量为269.3 m Ah/g,经100次充放电后比容量为183.4 m Ah/g;而固相烧结制得的M-LVO在同等条件下初始容量仅为204.4 m Ah/g,在100次充放电后容量仅维持在121.2 m Ah/g。N1-LVO及N2-LVO更佳的储锂性能可归于它们特殊的纳米化结构,有利于Li+的快速传输并增加了储锂活性位点。N1-LVO相较于N2-LVO体现出更高的储锂比容量,主要源于N1-LVO更高程度的纳米化及其特殊的纳米结构形成机制。关于KIBs阴极材料KxV2O5,本研究以V2O5粉末、KI和KCl为原材料,H2O2为溶胶化试剂,葡萄糖为还原剂,通过一锅水热法合成了一系列一维钒基纳米带。研究了H2O2的使用及葡萄糖的引入对KxV2O5纳米结构形成的影响和相应的机制。通过系统的电化学测试,探究了高温烧结处理及工作电压窗口对KxV2O5纳米带阴极储钾性能的影响,分析并阐释了形貌、晶化程度及测试电压范围与样品储钾特性的关系。结果表明,H2O2的使用促进了水热环境下KxV2O5纳米带更加规整性地生长;葡萄糖的过量引入会使得样品中钒元素向低价态转变,进而无法生成KxV2O5;在KxV2O5中存在一定的结晶水,有利于其脱嵌钾时的结构稳定性;较窄的电压窗口有助于KxV2O5实现循环稳定性。其中,样品KxV2O5-G在1.8-3.8 V电压范围内、50 m A/g电流密度下,经50次循环后比容量为46.8 m Ah/g,体现出良好的综合性能。本论文探讨了两种钒基材料的制备及其分别用作LIBs和KIBs阴极时的储能特性,阐述了相应钒基阴极的形成机制及其结构性能关系。分析了钒基材料作为LIBs及KIBs阴极时的共性与差异,为后续钒基阴极在高性能碱金属离子电池中的应用提供了有益借鉴。