镁离子电池是一种新型绿色电池，但对其研究目前仍处于初步阶段，对于其正、负极材料的合成及电化学性能的研究都不太成熟和完善，因而有很多工作要做。本论文在前人的研究基础上主要针对镁离子电池正极材料进行了研究。本论文共分为七章。第一章综述了国内外镁离子电池的研究进展，并介绍了纳米材料在化学电源领域的应用情况。最后提出了本论文的总体思路及研究方向。第二章采用溶胶–凝胶法合成了MgCo0.66Mn1.34O4，研究了凝胶前驱体在不同合成温度下所制备材料作为镁离子电池正极材料的放电情况，以及该材料不同放电制度下的放电性能，并对其阻抗行为进行了讨论。第三章研究了商品V2O5作为镁离子电池正极材料的电化学性能，着重讨论了电解液中的水含量对电极材料电化学性能的影响。第四章利用水热法以钛酸盐纳米管为一维纳米纤维模板、V2O5·nH2O溶胶为前驱体，成功地合成了钒氧化物/钛酸盐复合材料纳米棒，对其进行了物理表征，并通过循环伏安、交流阻抗和放电测试研究了该复合材料作为镁离子电池正极材料的电化学性能。第五章将V2O5·nH2O溶胶与聚苯胺进行复合处理制备了五氧化二钒干凝胶/聚苯胺复合材料，并且将V2O5·nH2O溶胶与聚苯胺混合物进一步进行水热处理合成了钒氧化物/聚苯胺复合纳米材料，然后对合成材料进行了物理表征，并对比研究了这两种材料作为镁离子电池正极材料的电化学性能。第六章通过水热法以十二胺（C12H25NH2）为软模板，V2O5·nH2O溶胶为前驱体，制备了钒氧化物纳米棒，进一步将其在空气中进行热处理制备了V2O5纳米棒，并将它们作为镁离子电池正极材料，探讨了它们之间电化学性能的差异。最后在第七章对本论文的研究工作进行了总结并对本工作今后的研究方向提供了几点建议。