水系锌离子电池作为一种新型可充电二次电池,因其高安全性、低成本和绿色等优点受到广泛关注。然而,缺乏适合的阴极材料是阻碍锌离子电池市场化应用的主要原因之一。由于高的理论容量和丰富的嵌入位点,钒基材料受到越来越多的关注。但是二价锌离子在充放电过程中会与其主体材料发生强烈的静电作用以及钒基材料本身导电性较差,导致了Zn2+嵌入和脱出的反应动力学缓慢。基于以上问题,我们通过对V2O5进行碱金属离子预嵌和碳包覆获得了高性能的锌离子阴极材料。（1）采用不同碱金属离子（Li+、Na+、K+）预嵌制备氧化钒纳米带用作锌离子电池的阴极材料,研究其微观形貌、晶体结构、电化学性能的变化规律。首先使用XRD测试对氧化钒的晶体结构进行表征,发现添加KF和Li F的晶体结构表现出较强的结晶性。电化学测试表明添加KF具有较好的倍率性能。在0.1 A g-1的电流密度下,0.75-KVO-300初始放电比容量可达382 m Ah g-1。其次,研究了添加不同比例氟化钾（KF）对氧化钒产物的影响。XRD测试表明随着KF比例的增加,氧化钒的晶面间距逐渐减小,可能是由于金属离子替换了层间的部分水分子。最后研究了KF预嵌V2O5的储锌机理。对不同扫描速率下的CV曲线进行计算获得了锌离子动力学的参数,得到了电容主导的储锌机理。通过非原位XRD和XPS测试了在充放电过程中阴极材料晶体结构的变化,结果表明0.75-KVO-300具有可逆的Zn2+嵌入和脱嵌结构。对0.75-KVO-300电池在1 A g-1的电流密度下进行循环稳定性测试,首次放电容量为218 m Ah g-1,在50次循环后其放电容量为205 m Ah g-1,表现出良好的电化学性能。证明K+预嵌V2O5提供了适合Zn2+嵌（脱）入的通道使组装的锌离子电池展现优异的性能。（2）采用水热法和高温退火法制备了碳包覆杂K+预嵌的V2O5纳米花（KVO-Cx）,研究不同碳含量对产物微观形貌、晶体结构、电化学性能的作用规律。通过SEM、XRD、Raman对制备的样品进行表征,证明随着碳源含量的增加,钒基氧化物的结晶度均得到增强。采用Zn箔作为阳极、KVO-C3作为阴极和2 M Zn（CF3SO3）2电解液组装电池,在0.1 A g-1的电流密度下,比容量达到389.2 m Ah g-1,在电流密度提高50倍后循环140次再恢复到0.1 A g-1,放电比容量仍保持初始容量的83.5%。KVO-C3在1000次循环后也表现出了90%的良好容量保持能力和接近100%的库仑效率,并在功率密度为3500 W kg-1时提供了209 Wh kg-1的高能量密度。证实碳包覆提高了样品的导电率,同时特殊的纳米花状形貌以及晶体结构提供快速Zn2+动力学,提高了KVO-C3电池的倍率性能和循环稳定性。综上所述,本文系统地研究了不同碱金属离子预嵌的V2O5的电化学性能,获得具有最佳电化学性能的K+预嵌V2O5纳米带,随后利用葡萄糖作为碳源改善了K+预嵌V2O5的晶体结构,获得了纳米花状的微观结构,进一步提高电极材料的综合电化学性能。因此,本论文提供了一种能够显著改善氧化钒阴极材料锌离子储存特性的有效策略,为锌离子电池的大规模应用奠定了基础。