人类大规模使用、开采化石能源,使得全球化石能源的储量急剧下降,同时也使环境问题日益恶化,让人类的生存现状堪忧。为了缓解环境与能源的压力,发展新能源系统是当务之急。新能源主要包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能,这些新能源能量巨大,但是难以实现大规模应用,主要原因在于这些新能源受时间、地点等因素的限制。因此,发展优异的储能器件收集这些巨大能源尤为重要。在众多储能器件中,锂离子电池由于其工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电低等优点被受关注。锂离子电池也已经广泛使用于航空航天、汽车、家电等各个领域,为社会的发展带来了诸多便利。而近两年,锌离子电池由于其高安全性、大的离子导电性和高倍率性能而引起了科研工作者们重大的科学和技术兴趣。锂离子电池和锌离子电池有众多优势,电极材料是影响电池电化学性能好坏的主要因素之一。因此,制备出优异的电极材料极有意义。本论文主要研究了三维多孔V₂O₅的可控制备,以及应用于锂离子电池正极材料和锌离子电池正极材料电化学性能,同时还首次研究了V₃O₅的可控制备,以及应用于锂离子电池负极的电化学性能。本论文第一章简要地介绍了电池的发展状况和锂离子电池、锌离子电池的结构组成及工作原理,概述了锂离子电池、锌离子电池常见电极材料的研究进展。最后对本论文的选题思路和研究内容做了扼要的介绍。本论文第二章主要介绍了实验过程中使用的实验药品、仪器,以及阐述了电池电极材料的表征方法、锂/锌离子扣式电池的组装流程以及其电化学测试技术手段。本论文第三章采用溶胶-凝胶法大规模制备三维多孔V₂O₅,该材料尺寸约为3-10μm,为纳微复合结构,既保证了与电解液的接触面积同时也保证了结构的稳定性,用于锂离子电池极大的提高了电化学性能。本论文第四章主要采用真空煅烧法制备出三维结构V₃O₅,该材料尺寸约为1-3μm,为三维块状结构,用于锂离子电池负极材料展现出优异的倍率性能,主要归因于三维开放框架结构决定了快速反应动力学。本论文第五章采用溶胶凝胶法制备三维多孔V₂O₅,用于锌离子电池正极材料。我们证明了V₂O₅纳米棒构建的3D多孔结构（3D-NRAs-V₂O₅）作为ZIBs正极的可行性。3D-NRAs-V₂O₅可以通过简单的溶胶-凝胶反应,然后进行高温煅烧处理,可以实现千克级生产。3D多孔骨架和3D-NRAs-V₂O₅的分层结构的协同作用导致Zn²⁺更容易脱嵌/嵌入。本论文第六章对论文的工作进行总结,并说明本论文中存在不足之处以及对未来的工作的展望。