随着人类对世界的深入认识,越来越注重人与自然和谐共生。对目前所面临的环境和能源问题有了全新的认识,为了解决这些问题,众多研究者将目光投向了可再生的清洁能源。太阳能、风能、地热能等二次能源的大规模使用必定离不开储能设备。作为电化学储能设备,电池和超级电容器是现在研究的热点。高性能电化学储能设备的实现主要受到电极性能的限制。随着纳米技术的发展,新的电极材料不断被开发出。过渡金属氧化物逐渐走入人类视野,其中五氧化二钒（V2O5）因具有多种可变价态,特殊的层状结构,高理论比容量,为电化学储能设备的发展提供了可能。然而,五氧化二钒材料的因其导电性差,结构不稳定等缺点,限制它在电化学储能设备中的广泛应用。本文将通过对五氧化二钒材料复合改性,以提高其电化学性能,推动在储能领域的应用。主要研究工作如下:（1）利用溶剂热法制备V2O5@CC的自支撑电极,并系统研究确定了最佳工艺条件,即溶剂热时间为12小时,V2O5浓度为0.0125 mol L-1。将最佳制备条件下制得的V2O5@碳布电极与单层还原氧化石墨烯（r GO）复合,形成r GO@V2O5@碳布自支撑电极。得益于r GO对V2O5@碳布电极的改善,增加了电极活性材料的比表面和与电解液的接触面积;提高了电极的电导率;同时有效地缓冲了电极材料在充放电过程的体积变化。当将r GO@V2O5@碳布自支撑电极与锂片组装成锂离子半电池,在电流密度为100 m A g-1时,首圈放电比容量可达309 m Ah g-1,经过80圈循环后容量保持率为80.9%。（2）通过简单方便的溶胶-凝胶法合成了蜂窝状Yb-V2O5·n H2O无粘结剂薄膜电极。将Yb3+引入V2O5·n H2O导致复合材料形成了薄层蜂窝状结构,显著提高了V2O5·n H2O薄膜电极的电化学性能。在最佳合成条件下,8%Yb-V2O5·n H2O表现出优异的电化学性能。当电流密度为1 A g-1时,其比电容为703 F g-1,并且具有优异的充放电循环稳定性。此外,由于氧化Super P（OSP）纳米粒子的超高电导率,同样通过溶胶-凝胶法制备的V2O5·n H2O@OSP-4无粘合剂薄膜电极,其放电比电容可高达627 F g-1。组装成8%Yb-V2O5·n H2O//V2O5·n H2O@OSP-4超级电容器具有较高的能量密度和循环稳定性,经过2000圈充放电循环后容量的保持率仍然有93%。