五氧化二钒（V2O5）作为一种理论容量高、价态丰富、形貌可调且成本较低的金属氧化物,在电化学储能领域颇受欢迎。但由于其电导率低、循环性能差、充放电过程中结构不稳定等原因,限制了其实际应用,因此V2O5电极材料的电化学性能仍有待提高。研究表明,通过控制电极材料的形貌或结构可以显著增加电极材料和电解质之间的接触面积,同时缩小离子在电解质中的传输距离,因此,通过改变V2O5的形貌结构可以提高其电化学性能。综上所述,本论文采用简单水热法调控V2O5形貌,并对其电化学性能进行研究,之后引入氧空位来提升V2O5的电化学性能并对其改善机理进行了探讨,主要研究内容分为以下两点:第一,利用水热法制备V2O5纳米带电极材料,将其组装为水系锌离子电池,结果表明,在0.1 A g-1的电流密度下,初始比容量可以达到247.6 m Ah g-1,活化反应后比容量可以保持在212 m Ah g-1,在0.2 A g-1的电流密度下循环100次之后的容量保持率可达92.9%。为了进一步探究V2O5纳米带正极材料的电极反应机理,本文对在不同充放电状态下的结构变化进行了X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）研究,证明循环过程中存在V2O5的溶解以及反应产物Zn3（OH）2V2O7·2H2O的出现。第二,为了进一步探究V2O5纳米带的形成机理,接下来通过改变水热反应条件以及煅烧条件,对V2O5产物形貌进行调控。通过XRD、扫描电子显微镜（SEM）等可以分析产物形貌及结构,最终发现在140 oC的反应温度下,可以得到一种电容性能较为优秀的水合V2O5纳米片,后续将在此基础上对氧空位的引入进行讨论。本论文采用还原溶液法与热还原法相结合的双重还原方式在V2O5纳米片中引入氧空位,对比研究其电容性能,并确定氧空位的引入对其电化学性能的影响。研究发现,经过两步引入处理之后的V2O5电极材料具有更加优异的电化学性能,在0.1 A g-1的电流密度下比电容为619.5 F g-1,而处理之前的比电容仅为308 F g-1,可见引入氧空位之后对V2O5电极材料具有一定的改善效果。之后将其组装为二电极装置并展示了其优秀的电容性能,成功点亮LED小灯,证明氧空位改善之后的V2O5电极材料具有实际应用潜力。最后,为进一步探究氧空位对于电化学性能提升的机理,利用密度泛函理论（DFT）对V2O5简易模型进行计算,讨论其在氧空位状态下对于金属离子的吸附能力,最终计算结果证明氧空位对于金属离子的吸附能力更强,与实验结果相符。