近年来,钒氧化物和钒酸盐嵌锂材料由于其较高的比容量、低廉的成本以及简便的合成方法成为了研究热点。在我国,存在着钒资源丰富,但综合利用程度不高的问题,因此有必要开发高比容量的钒系化合物,用作新型锂离子二次电池的电极材料,这对于优化我国钒资源的有效利用和促进经济的快速发展都具有重要的意义。但是目前,钒系化合物嵌锂材料仍然存在着一些问题,主要是倍率性能差,循环性能不够稳定,这就限制了钒系化合物嵌锂材料的商业化应用。本论文着眼于结构相对稳定的钒酸盐材料,通过采用两种新型的制备方法,分别获得了具有较高性能的钒酸钠材料,并分别探讨了在有机系锂离子电池体系和水溶液锂离子电池体系中的电化学性能和脱嵌锂机制。尝试了用高能超声分散法对合成的材料进行超薄化处理,并研究处理后的材料的电化学性能。本论文的主要工作和结果如下:设计了一种新型的水热-固相烧结两步法,合成了分散均匀的NaV₃O₈纳米片材料。通过研究发现,NaV₃O₈纳米片材料在有机系锂离子电池中具有良好的可逆脱嵌锂能力。300 mA/g电流密度下首次放电容量为81.6 mAh/g（基于NaV₃O₈的质量）,100次循环后容量依然有80 mAh/g,显示出了良好的循环稳定性能和容量保持率。当用作水系锂离子电池负极时,300 mA/g电流密度下首次放电容量为60.4 mAh/g（基于NaV₃O₈的质量）,120次循环后容量依然有60.6 mAh/g,循环稳定性和容量保持率都很高。本文还探索了以NH₄VO₃和NaOH?H₂O为原料一步烧结法合成钒酸钠的可能性,并通过超声分散的方法对合成的材料进行分散处理,对比分析超声前后材料的电化学性能差异。超声前该材料组装的水溶液锂离子电池在300mA/g电流密度下首次放电容量为72.7 mAh/g（基于NaV₃O₈的质量）。200次循环后,容量为66 mAh/g,容量保持率高达91%,体现出了优良的循环稳定性。600mA/g电流密度下初始放电容量为70.9 mAh/g,200次循环后容量为53 mAh/g,容量保持率为75%,循环稳定性较好,但是与300mA/g下的循环稳定性相比有了一定下降,这也说明了所合成的材料的倍率性能有待提高。该NaV₃O₈纳米材料在有机锂电池体系中,30mA/g电流密度下的初始放电容量虽高达240 mAh/g,但是40次循环后,容量保持率仅为45%,说明该方法合成的NaV₃O₈纳米片在有机锂电池体系中低倍率下的循环稳定性能较差;300mA/g电流密度下的初始放电容量达到了150mAh/g,100次循环后容量保持率为55%;600mA/g电流密度下的初始放电容量可以达到138.5mAh/g,100次循环后容量保持率为62%;1500mA/g电流密度下的初始放电容量可达到111.3mAh/g,100次循环后的容量保持率为79%。很明显该NaV₃O₈纳米材料在大倍率下的循环稳定性更好。尝试通过高能超声法对材料进行超薄化处理,改善材料的电化学性能,并对比处理前后材料性能的改善情况。超声处理后在有机体系中30mA/g电流密度下的初始放电容量为138 mAh/g,对比超声前容量有了较大下降。前30次循环后放电容量为116mAh/g,容量保持率为84%,相比于超声前54%的容量保持率,有了大幅度提升,循环稳定性较好。但是大倍率下,材料的循环稳定性和放电容量都有了明显的下降,说明超声处理对材料的电化学性能的改进有很大的局限性,没能从根本上解决材料循环稳定性差的问题。通过对比超声前后材料的形貌改变,从材料结构的改变方面入手,探明超声处理后材料容量和循环稳定性能改变的原因。