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本文围绕微纳米结构，按从材料设计、可控制备与表征、到电化学性能的研究思路，探索和推进钒氧化物和钒酸盐电极材料向更高层次发展。文中研究相互连通的V2O5纳米棒、V2O5超薄纳米片、三维多孔V2O5微粒、三维空心多孔V2O5准微球、Na0.76V6O15纳米棒以及钒酸铁（Fe5V15O39(OH)9·9H2O）纳米片等电极材料的制备、表征与电化学性能，取得一些有意义的研究结果：（1）采用一个温和、节能的方式（沉淀法结合热处理）制备了相互连通的V2O5纳米棒，纳米棒直径约20nm，相互保持高度连通。作为锂电池正极材料，该材料展示了较高的容量保持率（100循环后达97.3%）和长的循环寿命。特别是在高倍率循环方面，在2.0Ag-1的电流密度下，1000次循环后容量保持率还能达到96.36%；对于没有修饰的五氧化二钒，这可能是目前所达到的最长的循环次数。相互连通的V2O5纳米棒优异的循环性能与其稳定的电荷转移阻抗有着正相关性，归根到底是连通的纳米结构和细小的纳米单元相互协同改善了它们的电化学性能。这些优异的电化学性能表明相互连通的V2O5纳米棒对于长寿命锂电池是一种很有潜力的正极材料。（2）基于Oswald熟化和超临界流体效应，采用超临界溶剂热和后续热处理工艺成功制备了V2O5超薄纳米片（6nm左右）；电化学测试表明V2O5超薄纳米片电极在高达10C的高倍率下（2.4-4V），展示了108mAh g-1的高容量和优异的循环性能（200次循环后容量基本没有衰减）；高的倍率性能可归因于其具有短的离子扩散距离和大的电解液接触面积。（3）基于top-down技术，采用热解NH4VO3微米盘和铵钒氧八面体微粒的方法，分别制备了三维多孔的V2O5准六边形微米盘和V2O5八面体；当作为锂电池正极材料时，V2O5微米盘展现出了优异的倍率性能，在2Ag-1电流密度下，仍保持有110mAh g-1的容量；而V2O5八面体具有良好的循环性能，500次循环后容量保持率达到96.9%。优异的电化学性能显示了独特的三维多孔结构V2O5是很有前景的二次锂电池正极材料。同时，我们认为这种有效的top-pown合成策略可以延伸至其他独特结构微纳米材料的合成。（4）溶剂热结合热处理工艺成功制备了纳米片组装的三维空心多孔V2O5（HP-V2O5），通过调节溶剂热反应条件和煅烧温度可获得不同形貌的V2O5。HP-V2O5展示出了高的比容量、稳定的循环性及好的倍率性能，在2Ag-1下可获得173mAh g-1的比容量，这表明HP-V2O5在发展高功率密度、高能量密度锂电池方面具有潜力。优异的电化学性能可归因于三维多孔结构能够有效地缓解应变，并提供短的锂离子扩散距离和多的活性点位。（5）通过温和的热处理工艺合成了Na0.76V6O15纳米棒，在0.1Ag-1电流密度下，当测试电压区间选择在1.5-4.0V时，首次放电容量超过210mAh g-1；并通过优化电压测试区间（将电压区间缩小到2.0-4.0V），成功将容量保持率从26%左右提高到了80%；这表明采用浅充浅放的方式在一定程度上改善了这种电极材料的电化学可逆性。（6）采用水浴法合成了Fe5V15O39(OH)9·9H2O纳米片电极材料，该材料放电比容量高达423mAh g-1，高倍率特性尤为突出，在10Ag-1的电流密度下，其初始放电容量为140mAh g-1，这样既具有高容量又有高倍率性能的电极材料展示了很好的潜在应用价值。