钒基氧化物由于钒元素的多价态可以发生氧化还原反应,其层状结构有利于离子的自由嵌入脱出,另外还具有离子注入量大、能量密度高等特点,是作为电极材料的优选。近年来,国内外众多学者对钒氧化物的研究广泛,V₂O₃,VO₂和V₂O₅等作为电极材料均显示出优异的电化学性能。然而,由于空间结构和导电性能的制约,钒氧化物大规模应用于电化学领域还需进一步的探索和努力。本文为探究钒氧化物及其复合材料的制备方法及在电化学器件上的应用,通过巧妙地方法分别合成了三维V₂O₃/Ni₂P/C复合物和二维VO₂超薄纳米片,采用SEM、TEM、HRTEM、ICP、XPS等测试方法对样品的形貌特征、尺寸大小和组成成分等进行了详细表征,并分别用作锂离子电池负极材料和水系锌离子电池正极材料测试了相应的电化学性能,本工作主要研究内容和结果为:（1）采用水热法制备出碳层包裹下的纳米棒和纳米颗粒相互交联的V₂O₃/Ni₂P/C复合结构。DFT计算表明,V₂O₃和Ni₂P之间强共价键合可以强烈影响V₂O₃和Ni₂P的电子结构,这使得电荷转移能力得到提升。此外,在费米能级附近增加的PDOS表明电荷转移速率和电荷储存能力显著提高。通过高容量V₂O₃和低电位Ni₂P之间的耦合构建的V₂O₃/Ni₂P/C异质结构,组装成锂离子半电池后,在0.05A g^-1下达到了760.2 mAh g^-1的可逆容量和1500次循环后容量保持率为73%的优异循环稳定性。以LiMn₂O₄为正极材料,以V₂O₃/Ni₂P/C为负极材料,成功制备出LMO//V₂O₃/Ni₂P/C锂离子全电池,其表现出较高的能量密度(361.5 Wh kg^-1)。（2）以V₂O₅为原料,使用硫脲为还原剂,制得的VO₂纳米片具有光滑的表面和良好的结晶性,为锌离子的嵌入/脱出提供了良好的条件。将其用作锌离子电池正极材料,组装了Zn//VO₂水系锌离子电池,其表现出较好的的倍率性能和循环性能。此外,Zn//VO₂水系锌离子电池表现出高达290.5 Wh kg^-1的能量密度,远超过了目前已报道的众多其他钒基体系锌离子电池,这一材料的发现为水系锌离子电池的进展又向前推进了一大步。