可充电的锂离子电池和钠离子电池由于具有较高的能量密度、较长的循环寿命和环境友好被认为是最有前景的电化学能量存储系统。电极材料作为电池的核心部分,决定电池的储能性能,因此,发展高性能的电极材料是提升电池储能性能的关键。由于具有可变的钒化合价和较高的理论容量,钒基氧化物得到广泛关注。然而材料的低导电性和电化学稳定性限制了其储能性能。为了改善钒基氧化物的导电性和电化学利用率,本论文制备了V₂O₃/氮掺杂石墨烯（V₂O₃/NG）杂化纳米带结构和Li₃VO₄/氮掺杂碳（Li₃VO₄/NC）纳米带结构,并重点研究了其电化学储能性能。主要内容和创新点如下:1、以V₂O₅和3-苯基丙胺为原料,我们采用低温水热的方法制备出了3-苯基丙胺插层VO_x（VO_x/3-苯基丙胺）的纳米带结构,然后在氩气气氛中退火处理,使得插层的胺原位碳化成NG,VO_x层转化成10-20 nm的V₂O₃纳米粒子并插入到NG层间,得到V₂O₃/NG杂化纳米带。这种结构具有以下优势:（1）V₂O₃/NG结构中具有较小的V₂O₃粒子,可以为材料提供较大的活性表面积,同时还能缩短锂离子和钠离子的传输路径;（2）NG与V₂O₃纳米粒子紧密有效接触,改善了活性材料的导电性;（3）NG层可以有效缓冲V₂O₃在嵌锂和嵌钠过程中的体积膨胀。因此,V₂O₃/NG杂化纳米带表现出优异的储锂和储钠性能。在锂离子电池中,电流密度为100 mA g^-1时,循环250次后其比容量达到435 mAh g^-1,在电流密度为2000 mA g^-1时,循环500次后其比容量仍高达201 mAh g^-1。在钠离子电池中,电流密度为500 mA g^-1时,循环500次后V₂O₃/NG仍表现出154 mAh g^-1的比容量。通过我们的研究表明,这种利用有机无机杂化的方式制备V₂O₃/NG电极的策略可以拓展到制备其他高性能金属氧化物电极。2、以上述制备的VO_x/3-苯基丙胺纳米带为前驱体,LiOH为原料,将两者混合均匀后然后在氩气气氛中锂化处理,使得插层的3-苯基丙胺分子碳化成NC,而VO_x与LiOH发生反应,生成10-30 nm的Li₃VO₄纳米粒子,最终得到Li₃VO₄纳米粒子嵌入NC的结构。Li₃VO₄/NC结构具有以下优势:（1）整体Li₃VO₄/NC呈纳米带结构,具有较大的表面积/体积比,有助于应力松弛而且能有效限制其自聚集;（2）Li₃VO₄纳米粒子提供了较大的活性表面积,缩短了锂离子的传输路径,使材料具有较快的锂离子扩散速率;（3）NC与Li₃VO₄纳米粒子有效接触,充分改善了活性材料的导电性;（4）NC可以有效缓冲Li₃VO₄在嵌锂过程中的体积膨胀。因此,Li₃VO₄/NC表现出优异的储锂性能,在500 mA g^-1电流密度下循环120次其比容量保持在301 mAh g^-1。在2000mA g^-1电流密度下,循环1000次之后,Li₃VO₄/NC还能保持83%的可逆容量,达到185mAh g^-1。