可充电锂离子电池自从二十世纪末问世以来逐渐发展成为市场上最主流的二次电池,但目前仍存在着价格高,安全性差的问题。为了长远发展,研究者们在不断寻找更好的电池体系。水系锌离子电池是近几年兴起的一个热门研究方向,它安全系数高,对环境友好,价格低廉且对组装环境要求低,是一种具有应用前景的电池体系。对高性能正极材料的开发和改进是目前锌离子电池研究领域的重点研究方向。本研究探索了一种具有层状结构的纳米片形貌钒酸铁材料(化学式为Fe₅V₁₅O₃₉（OH）₉·9H₂O)的储锌能力。它合成简单快捷,成本低廉,作为正极材料在锌离子电池中表现出了较好的电化学性能。主要研究内容与结果如下:（1）常压水浴合成了纳米片形貌的Fe₅V₁₅O₃₉（OH）₉·9H₂O。使用多种测试方法对所得产物的形貌、结构以及物理和化学性质进行了表征。由表征结果推断出材料具有以水分子为“支柱”的稳定层状晶体结构,有利于锌离子的嵌入脱出。（2）使用微波加热法合成了相同的Fe₅V₁₅O₃₉（OH）₉·9H₂O纳米片,利用微波加热仪先进的温度、压力传感系统对合成过程中的参数实行了精确控制和观测。通过梯度实验探究了不同参数对反应的影响,分析讨论了此反应的化学动力学。结果反映出此合成过程的反应速率对温度十分敏感,且在室温下可自发进行。（3）以Fe₅V₁₅O₃₉（OH）₉·9H₂O为正极活性材料,Zn（TFSI）₂（zinc（II）bis（trifluoromethanesulfonyl）imide）水溶液为电解液组装了锌离子电池,并对其进行了电化学性能测试。该电池系统在0.1 A g^-1的电流下可达到385 mAh g^-1的比容量,同时在5 A g^-1的大电流下表现出良好的循环稳定性,循环300圈后还有超过80%的容量保持率。（4）通过对电池系统的非原位、原位表征,以及对电池循环伏安测试数据的分析,分析讨论了Fe₅V₁₅O₃₉（OH）₉·9H₂O的储锌机理。（5）通过对用充放电过程中电解液的非原位ICP（电感耦合等离子体光谱）分析,揭示了Fe₅V₁₅O₃₉（OH）₉·9H₂O材料在电化学反应过程中发生的元素流失情况。通过分析Fe、V元素的浓度变化和电池容量的变化趋势,揭示了Fe和V原子在材料晶体结构构造中的不同功能。基于溶解平衡的原理本工作实施了向电解液中添加含有Fe和V元素的化合物来抑制Fe和V流失的措施,并且引入了从电解池“回收”的电解液,取得了一定的性能改善效果。