随着科技的发展和人类生活水平的日渐提高,储能设备渐渐成为人们生活不可或缺的一部分。锂离子电池具有能量密度高,循环寿命长,无记忆效应等优点而得到广泛应用,但锂元素的稀缺和价格的高昂,限制了其进一步的发展。可充电锌离子电池（ZIB）由于锌元素在地球上的高含量、低成本及锌离子电池内在的安全性,受到科研工作者越来越多的关注。近年来,文献报道了一系列锌离子电池正极材料。例如:锰基材料、钒基复合材料、普鲁士蓝类似物、金属硫化物和有机化合物等。其中,钒基复合材料由于钒的多价态以及层状的结构受到较多关注,已被证明可作为锌离子电池正极材料。但由于较差的电子传输动力学以及离子脱嵌过程中不稳定的化学结构,使其作为锌离子正极材料容量衰减很快,倍率性能也不好。为解决上述问题,已尝试结构纳米化、结构修饰、插入柱撑离子/分子等多种研究策略来优化V₂O₅的锌离子存储性能。在本次的研究中,我们开发出了两种锌离子电池正极活性材料,通过XRD、SEM、TEM等测试对材料进行表征,并且作为正极材料组装成半电池对其性能进行了分析,主要工作如下:1、使用简便的微波辅助法合成层间Mn²⁺掺杂的水合层状氧化钒(Mn_0.15V₂O₅·n H₂O)。Mn²⁺离子的引入可提高层状V₂O₅的电子电导率和结构稳定性,结构水分子可减少Zn²⁺与层间的静电作用,二者协同提高材料的化学反应动力学。制备的Mn_0.15V₂O₅·用作锌离子电池正极材料时,在电流密度为0.1 A g^-1下具有367m Ah g^-1的高比容量,在大电流密度10 A g^-1下能达到153 m Ah g^-1的比容量,且8000个循环后容量仍然保持稳定,且具有优异的倍率性能。此外,即使在-20℃的低温下,电池在3000次循环后仍可达到100 m Ah g^-1的高比容量,这使Mn_0.15V₂O₅·材料在实际应用中具有更大的可能性。通过非原位X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）分析揭示了Mn_0.15V₂O₅·电极中的锌离子存储机理。2、通过溶胶-凝胶与高温煅烧相结合制备出了纳米尺寸的Na V₆O₁₅,这种纳米尺寸的结构有利于材料与电解液更充分的接触,提高锌离子在电极材料中的嵌入/脱出速率。将该材料作为锌离子电池正极材料组装成半电池,测试了其电化学性能。在0.2 A g^-1的低电流密度下,拥有400 m Ah g^-1的高可逆容量。此外,在大电流密度(2 A g^-1)的长循环测试中,循环900圈后容量维持在180 m Ah g^-1左右,并且无容量衰减迹象。倍率性能测试也显示出良好的性能。并通过循环伏安法探究了电池的化学反应动力学。