锂离子电池因其高能量密度、高操作电压、低放电倍率以及长的使用寿命等优点被广泛关注,现已代替传统的铅蓄电池成为电子汽车行业的中流砥柱,在各种便携式电子产品中也常见其身影。而随着社会科技的进一步发展,对锂离子电池的要求也逐渐增加。目前电池行业所遇到的困境主要有两个:一个是电池正极材料的性能相对较差;另一个是其中存在的成本问题。因此,本文从廉价易得的生物质基材料出发,以高性能的磷酸钒锂正极材料为主体,从材料的结构设计方面来探究两者复合对电池电化学性能的影响。具体的研究内容与结果如下:（1）以漂白芦苇浆为原料,硫酸水解法制备纳米纤维素,并将其作为模板和碳源,利用自组装技术,构筑出具有“念珠”结构的复合正极材料。研究表明制备的材料具有连续的一维导电网络,同时具有较高的电子电导率。作为锂离子电池正极具有优异的倍率性能和长循环稳定性:在3.0-4.3 V充放电电压和0.5C的倍率下,达到了接近理论值的比容量（131m Ah/g）;并且,循环100圈后的比容量仍能保持在123 m Ah/g,容量保持率为初始值的94%;而且当倍率提高到30C时,比容量依然可以保持到108 m Ah/g。（2）以玉米秸秆芯为模板合成具有“蜂窝”结构的多孔复合正极材料。所合成的复合材料具有三维连续的导电网络和稳定的骨架结构,蜂窝状多孔结构一方面有利于电解液的浸润,可以促进离子传输;另一方面,有利于缓解活性物质在反复充放电过程中的体积膨胀问题。制备的复合材料作为锂离子电池正极展现出非常高的循环稳定性和高电压性能。在0.2C、低电压情况下的初次放电比容量能达到130 m Ah/g,接近于理论比容量。经过100次循环,容量保持率几乎为100%;在10C的倍率下循环500次,容量保持率还能达到98%。在0.2C倍率、高电压情况下的放电比容量能达到180 m Ah/g,经过100次循环后,容量保持率依然高达到90%。动力学测试结果表明“蜂窝”状多孔复合正极材料的电荷传输阻抗很低(Rct=50Ω),锂离子扩散系数能达到9.02×10-11cm~2s-1。（3）利用冷冻浇筑的方法构筑了定向有序的多孔碳骨架结构,负载高担量的磷酸钒锂（LVP）颗粒,制备了自支撑正极。所制备的自支撑电极活性物质的担量可以高达8.5 mg/cm~2。丰富的孔结构为电解液的存储提供了空间,保证了电解液与活性材料的充分接触。同时,制备的复合正极材料具有很好的机械性能,可用作自支撑电极材料,在担量达到8.5 mg/cm~2时依然发挥出优异的电化学性能,展现出较大的商业应用价值。在8.5 mg/cm~2的高担量情况下,0.5C倍率下的放电比容量仍能达到120 m Ah/g,循环100次后的容量保持率几乎为100%。而且,在10C的高倍率情况下,经过500次循环,放电比容量还能达到95 m Ah/g,容量保持率也在90%以上。