【摘 要】
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锌离子电池（ZIBs）因其拥有高安全性和经济性等优势而被人们广泛的关注。然而,由于二价锌离子的高极化的作用,锌离子电池缺乏合适的正极材料。最近,已经进行了大量的研究工作来开发合适的正极材料,在这之中,钒基氧化物由于具有显着的循环稳定性和良好的容量而备受关注。然而,Zn2+（脱）嵌入过程中发生脱溶剂困难导致固有的动力学缓慢和结构劣化,活性物质溶解,这通常会降低钒基氧化物的电化学性能。为了缓解这些问题
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锌离子电池（ZIBs）因其拥有高安全性和经济性等优势而被人们广泛的关注。然而,由于二价锌离子的高极化的作用,锌离子电池缺乏合适的正极材料。最近,已经进行了大量的研究工作来开发合适的正极材料,在这之中,钒基氧化物由于具有显着的循环稳定性和良好的容量而备受关注。然而,Zn2+（脱）嵌入过程中发生脱溶剂困难导致固有的动力学缓慢和结构劣化,活性物质溶解,这通常会降低钒基氧化物的电化学性能。为了缓解这些问题,本论文以金属离子掺杂策略为基础,将晶体结构和氧缺陷策略整合到形貌调控中,合成V2O5中空纳米球和MgxV5O12核壳纳米球（a-MgVO）,并进行了表征和电化学性能测试,结果如下:（1）通过一步溶剂法和低温煅烧法合成了V2O5中空纳米球。利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）等手段分析,研究了前驱液浓度和煅烧温度对氧化钒纳米球的形貌和相变特性的影响。电化学测试表明,在前驱液浓度为0.33 M,煅烧温度为250 oC时,所制备的V2O5纳米球,在电流密度0.2 A g-1时,达到380 m Ah g-1的高容量。（2）通过无模板溶剂热法和低温煅烧法合成了金属离子掺杂的氧化钒纳米球。利用SEM、XRD、拉曼光谱（Raman）等手段,研究了金属离子掺杂对氧化钒纳米球的结构、形貌和相变特性的影响,探究了其内部晶体结构的生长机理。结果表明,掺杂剂的种类和含量对钒基氧化纳米球的内部晶体发生的奥斯特瓦尔德熟化速率产生了较大的影响。当镁离子加入量为0.112 g时,a-MgVO核壳纳米球具有明显的相变和丰富的氧缺陷,这缩短了离子扩散路径,增加活性位点和提高了结构稳定性,能量密度在172 k W kg-1功率密度下可达360 Wh kg-1,容量在电流密度0.2 A g-1下可达520m Ah g-1。
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