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当前,锂离子电池的商业化已经取得了巨大的成功,也同时消耗了大量的锂资源,从而造成了锂资源供不应求的局面,这一点极大地影响了未来智能电网中在大规模储能设施的应用,因此开发成本低廉而且性能优异的新型电池体系势在必行;钠离子电池与锂离子电池相比,不仅工作原理基本一致而且成本相对低廉,目前已经成为大规模储能设施中锂离子电池的重要替代技术方案。除此之外,水系锌离子电池具有较高的安全系数和相对低廉的成本,逐渐成为研究的热点,也有望应用于大规模储能设施。本论文的主要研究内容为低维金属钒酸盐的可控制备、结构调控和电化学性能。第一,简易水热反应原位合成了一种新型的三维互连NH4Fe0.6V2.4O7.4@C纳米复合材料并对其结构和形貌以及储钠性能进行了研究;第二,首次将钒酸铵纳米线应用于钠离子电池正极材料并通过非原位EIS研究了它的电化学性能。第三,首次将Na1.25V3O8一维材料作为锌离子电池正极材料,探究了Rb+插层对其形貌、结构以及电化学性能的影响,并揭示其影响机理。本文通过在低温（98℃）下的简易水热反应原位合成了一种新型的三维互连NH4Fe0.6V2.4O7.4@C纳米复合材料,并研究了其作为钠离子电池（SIBs）阴极的电化学性能。本文第一次在Fe3+嵌入和碳包覆的条件下,制备的样品形成由NH4Fe0.6V2.4O7.4纳米颗粒和碳链组成的3D互连结构。3D互连的NH4Fe0.6V2.4O7.4@0.5wt%C纳米复合材料在20mA g-1的电流密度下具有306mA h g-1的高放电比容量,并且在0.4 A g-1的电流密度下具有130mA h g的高倍率容量。EIS和非原位SEM的结果表明,3D互连的NH4Fe0.6V2.4O7.4@0.5wt%C纳米复合材料具有良好的导电性和结构稳定性。非原位XRD结果表明NH4Fe0.6V2.4O7.4@0.5wt%Ct在充电/放电过程中经历可逆的插入/去插入机制。我们的工作表明,3D互连的NH4Fe0.6V2.4O7.4@C纳米复合材料可以被认为是钠离子电池的潜在阴极。我们通过水热法合成了钒酸铵纳米线,首次研究了这种常规方法合成的超长NH4V3O8纳米带作为钠电池的阴极。当用作钠离子电池的阴极材料时,具有一维结构的NH4V3O8纳米带显示出高放电容量(在50mA g-1下为211mAh g-1),良好的循环稳定性(在800mA g-1的电流密度下120次循环后仍保留50mA hg-1)以及良好的倍率性能(在100,200,400和800mA g-1的电流密度下分别具有166,133,104和82mA g-1)。NH4V3O8良好的电化学性能归功于其独特的具有良好稳定性的超长纳米带结构。非原位EIS的结果表明NH4V3O8纳米带具有良好的导电性和结构稳定性。我们的工作表明,NH4V3O8纳米带材料可被视为钠离子电池的潜在阴极。利用水热-固相两步法,我们首次制备了Rb+插层的Na1.25V3O8一维材料,将其作为锌离子电池正极材料,探究了Rb+插层对其形貌、结构以及电化学性能的影响,并揭示其影响机理。探究发现Rb+插层会加强Na1.25V3O8一维材料在水热过程中的奥德尔熟化效应,使得Na1.25V3O8由一维纳米棒向一维纳米带转变,进而降低了比表面积,抑制了锌离子的穿梭,这个结果也体现在Rb+插层后的Na1.25V3O8一维材料电化学性能下降。