人们对地球上能源需求日益增长,然而部分不可再生能源储量越来越少,比如化石能源等。根据相关机构系统的统计,按照世界当前的发展速度以及能源的消耗速度,原油、天然气等化石燃料将会在未来几十年内消耗殆尽。21世纪以来,能源需求的突出性越来越明显,能源危机不仅是对某个国家而言,而是对整个世界,是全球人类社会所需要面对以及迫切需要解决的问题,因而寻找可再生新能源是迫在眉睫的。水系锌离子电池（AZIBs）由于其造价低,制备工艺简单且电解液为水溶液对环境无害等优势而被认为是下一代储能系统的替代者。但是由于锌离子扩散动力学等原因,寻找合适的具有高倍率性能、长循环寿命以及优异低温电化学性能的水系锌离子电池正极材料仍然是一个非常具有挑战性的任务。钒基氧化物生产成本低、比容量高、并且合成方法简便,这些优点吸引了大量的科研过工作者的广泛关注。本文通过简单的水热法一步合成了钒酸钾（KVO）、钒酸钠（NVO）、钒酸锂（LVO）三种AZIBs正极材料,并提出将钾、钠、锂三种碱金属离子嵌入五氧化二钒（V₂O₅）层间充当支柱作用保护V₂O₅的层状结构不被损坏,这种方法能够有效地增大主体结构的层间距,因此提高电池正极的倍率性能、循环稳定性以及在低温下的电化学表现。本文具体研讨内容如下:（1）本文首先交代了课题的研究背景以及锌离子电池（ZIBs）的概述,其中包括了ZIBs发展历程与研究现状,详细阐述了ZIBs的组成部分、优缺点和常见的正极材料的研究状况,简要地说明了本文的选题思路和研究内容。（2）论文的中心思想详细的交代了KVO、NVO、LVO的合成方法和步骤以及实验数据结果的讨论与分析。提出KVO在三种正极材料中拥有最好的电化学性能,其原因是K⁺在才主体材料中有更小的电负性,是主体结构更加稳定,此外其嵌入V₂O₅层间时能撑开更大的层间距以保证锌离子能更容易进入材料进行反复嵌入/脱出。结果表明,K⁺预插入层状V₂O₅（KVO）的室温/低温性能优于大多数正极。具体而言,KVO在1000次循环后在5 A g^-1时可提供251 m A h g^-1的高容量。即使在-20℃的低温下,经过1000次循环,在1和5 A g^-1时仍可获得241和115 m A h g^-1的高可逆容量。本文利用X射线衍射、X射线光电子能谱以及扫描电镜等测试来仔细探究KVO正极的反应机理以及结构的稳定性。本课题所制备的三种材料,不仅在常温下有很好的电化学行为表现,而且在零下20℃时也有非常稳定且高效率的容量输出,这使其在二次电池的竞争中具有不可或缺的影响力,同时本文提出将碱金属离子引入V₂O₅层间以稳定其结构的方法也为以后锌离子电池正极材料的研究提供了一种参考的思路。