近年来,我国对化石能源的依赖增大,由此导致一系列环境问题。而开发新能源需要优秀的储能装置,锂离子电池作为目前电子设备的主要功能装置,已经广泛应用于人们的生产和生活。过渡金属钒酸盐具有储量丰富、理论容量高等特点,成为了负极材料的研究热点,但仍然存在电子电导率低、循环过程中体积膨胀较大等问题,导致目前研究进展缓慢,电化学性能欠佳。本文从锰系钒酸盐的微观结构设计和复合改性出发,通过常压微波辅助液相法制备了具有不同微观形貌的钒酸锰材料,并采用XRD、SEM、TEM、XPS、BET等表征手段,分析其组成、微观形貌以及微纳结构;进行电化学性能测试,探究材料的结构与性能之间的联系,研究锰系钒酸盐电化学性能提升的方法和根本原因。采用常压微波辅助液相法,通过调节Mn和V的比例、反应条件、pH值等工艺,制备了Mn₂V₂O₇叠片前驱体,MnV₂O₆·2H₂O双片前驱体。其次,通过时间切片实验、控制变量法等提出了双片形成的机理。对上述两种材料组装电池,进行电化学性能评价。Mn₂V₂O₇叠片材料在大电流2 A g^-1下,可循环超过730圈,并维持566 mA h g^-1的比容量,表现出优秀的循环性能和倍率性能;而MnV₂O₆·2H₂O双片却性能欠佳。研究表明,叠片形貌在循环过程中可以得到保留,而双片结构在锂离子嵌入脱出过程中碎裂。因此,本文设计了碳包覆工艺,对MnV₂O₆·2H₂O双片前驱体包碳改性,再通过高温煅烧,得到MnV₂O₄C空心片。对得到的空心片进行相关表征测试。此外,采用氢还原煅烧工艺,对MnV₂O₆·2H₂O双片前驱体还原处理,得到MnV₂O₄纳米颗粒。对上述两种材料进行电化学性能测试。MnV₂O₄C空心片表现出极佳的大电流循环性能和倍率性能。在5A g^-1电流下,最终可循环1000圈以上,维持527.3 mA h g^-1的比容量。在电流1,2,5和10 A g^-1时,其对应的容量分别为760.2,602.2,395.3和146.6 mA h g^-1,随后当电流密度回复为1 A g^-1时,平均容量则回复到723.5 mA h g^-1,容量保持率高达95.2%。该材料具有较大的比表面积(39.98 m² g^-1),并在循环过程中重组成稳定的小片,且因为碳层的包覆,小片不会发生粘连,产生更多的表面和活性位点。本文通过不同扫速CV,交流阻抗,拆电池SEM等手段,结合其电化学性能,分析其容量上涨且能保持较好性能的原因。