锂离子电池（LIBs）经过多年的研究和发展,已成为非常成熟和熟悉的商业化产品,然而目前商业化的锂离子电极材料在安全性能和价格方面已不能满足市场的需求。因此考虑安全问题的前提下提高电极材料的能量密度和功率密度,改善循环性能和使用寿命是新一代电极材料的研究方向。钒系磷酸盐Li₃V₂（PO₄）₃由于拥有循环性能较好、比容量较高、环境友好、及安全性能好等优点而成为了热门的研究课题。近年来,通过不同方法制备、改性来提高磷酸钒锂的电化学性能的研究获得了越来越多的关注。随着研究的深入和日趋成熟的工艺,磷酸钒锂正极材料在不久的将来定会得到更广泛的应用。生物模板法能够合成特殊形貌和优异性能的功能材料,是合成纳米材料的一项重要技术。通过模板的空间域和结构导向作用,可对材料的尺寸、形貌、结构进行有效的调节。材料科学与生命科学的结合,启发人们从生命科学的角度思考材料学的问题,在研究进展的过程中,必将诞生新的技术理论以及新的材料。天然生物材料具有许多令人叹为观止的结构（如多级有序结构、纳米结构）,这些特殊的结构决定了生物材料特殊的功能（如生物矿化自组装、超疏水等）。因此利用特殊功能和形貌的天然生物材料为模板剂,能够达到材料学意想不到的效果。此外生物模板法在解决能源和环境问题上也起到了关键作用,响应了绿色化学的号召。因此生物模板法具有很好的应用前景,有待更深入的研究。本文采用生物模板技术合成了Li₃V₂（PO₄）₃/C复合正极材料并对其电化学性能进行了研究与探讨。（1）分别使用了高能生物分子类模板Na₂ATP（三磷酸腺苷二钠）和生物多糖类模板海藻酸钠为模板和碳源,合成了Li₃V₂（PO₄）₃/C正极材料。其中以Na₂ATP为模板合成了Li₃V₂（PO₄）₃/Li₂NaV₂（PO₄）₃/C复合材料,在0.1C倍率下首次放电比容量可达到158mAhg^-1,并在3.7V电压附近出现了稳定的电压平台。由于碳量子点在层状电极材料表面的存在,材料的导电性能得到了明显的提高,即使在10C倍率下,放电比容量仍可达到89.4 mAhg^-1。利用海藻酸钠作为生物模板剂,通过溶胶凝胶法合成Li₃V₂（PO₄）₃前驱体并通过碳热还原法合成了Li₃V₂（PO₄）₃/C复合电极材料。由于介孔碳具有大孔的较强的透过性、渗透和吸附性等优点,因此电极材料能够提供相对更多的锂离子的存储位点,对电极材料的电性能的提高有较大作用。在0.1C倍率下首次放电比容量可达到129mAhg^-1并表现出较好的循环性能。（2）使用生物质类模板玉米秸秆芯合成了Li₃V₂（PO₄）₃/C复合材料。玉米秸秆芯形成的天然的纳米多孔碳基质材料一方面提高了材料的导电性,另一方面作为锂离子嵌入脱出引起机械形变的缓冲区,提高了材料结构的稳定性。此外,活性材料点缀在多孔碳材料基质中,缩短了锂离子的传输路径,对材料的倍率和循环性能有重大影响。在0.5C倍率下放电比容量为88.7mAhg^-1,经过多次循环,放电比容量基本上不衰减。（3）探究了不同碳源对电极材料性能影响:选择抗坏血酸,葡萄糖,乙炔黑作为碳源合成了Li₃V₂（PO₄）₃/C正极材料,并对其电化学性能进行了探究。抗坏血酸,葡萄糖,乙炔黑合成的Li₃V₂（PO₄）₃/C电极材料在0.1C倍率下放电比容量分别为151.2,138.3和128.2 mAhg-¹,三者中以抗坏血酸为碳源的电极材料展现出了较好的电化学性能。