本文研究了用液相合成方法（Sol-Gel法）来制备Li₃V₂（PO₄）₃。系统地考察了煅烧温度、配位剂种类、反应时间和原料中锂钒比例等条件对产物组成及电化学性能的影响。结果表明，以n_（Li）：n_（V）：n_（P）=3.2∶2∶3摩尔比在700℃下焙烧8h所得样品性能最佳。电流密度为0.1C时，样品首次放电比容量达129.8lmAh·g^-1，经过100次循环后容量几乎没有衰减，仍保持在128mAh·g^-1。X射线衍射研究表明合成单一Li₃V₂（PO₄）₃晶体所需温度比固相法低；结合最小二乘的计算给出了其晶胞参数和晶体结构在充放电时的变化过程。采用溶胶-凝胶法合成了Li₃V₂（PO₄）₃与非金属（C）、金属单质（Ag）和过渡金属离子(Mg²⁺，Cr³⁺，Ge⁴⁺和Ti⁴⁺)等掺杂材料，并研究了掺杂材料的充放电性质，循环性能及交流阻抗性质等。研究了纯相Li₃V₂（PO₄）₃化合物的电化学性能和锂离子的脱嵌过程，计算出Li⁺在其固相中的平均扩散系数(10^-8～10^-9cm²·S^-1)；并研究了Li₃V₂（PO₄）₃的电极过程；对完全态和中间态两种类型的阻抗图谱提出不同等效电路模型并对结果进行了拟合；研究了Li₃V₂（PO₄）₃电极过程动力学以及新鲜电极界面在充放电过程中的变化特性。研究了掺Ti化合物Li_3-2x(V_1-xTi_x)₂（PO₄）₃的结构特征和电化学性能。解释了掺杂后材料的前两个平台发生简并且平台趋于模糊的倾斜现象。差热分析（DTA）表明掺杂生成了更稳定的γ相产物。采用X射线衍射和Rietveld方法表征了化合物的晶体结构，结果表明三个不同位置Li的不完全占据导致晶体中产生阳离子空穴，从而引起材料结构和性能的变化。采用阻塞电极研究了Li_x(V_0.9Ge0.12（PO₄）₃（x=0.9～2.8）材料的电子电导率随温度的变化特性。绘制出阿仑尼乌斯曲线（Arrhenius），并以此计算出各样品的活化能。采用交流阻抗研究分析了锂离子在液相中迁移，锂离子在SEI膜中的迁移，电荷传递过程及锂离子在固相中的扩散等过程。分析了电极表面性质在充放电过程中的变化对电池电化学性能的影响。计算了锂离子在掺杂材料固相中的扩散系数，其值为10^-7～10^-8cm²·S^-1，比纯相Li₃V₂（PO₄）₃提高了一个数量级，掺杂材料显示出更为优异的化学扩散性能。