【摘 要】
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传统的内燃机汽车造成了严重的环境问题。因此,近年来,纯电动汽车越来越受欢迎。锂离子电池具有比其它二次电池更好的电化学性能,因此被认为是纯电动汽车的理想动力源。然而,目前纯电动汽车的锂离子电池存在能量密度、功率密度、安全性能、可循环性和成本不理想等问题。特别是,低温时能量和功率密度都很差,高温时能量和功率密度迅速下降,限制了在寒冷（如高海拔和高纬度地区）和炎热（如热带地区和夏季）的使用。负极作为锂离
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传统的内燃机汽车造成了严重的环境问题。因此,近年来,纯电动汽车越来越受欢迎。锂离子电池具有比其它二次电池更好的电化学性能,因此被认为是纯电动汽车的理想动力源。然而,目前纯电动汽车的锂离子电池存在能量密度、功率密度、安全性能、可循环性和成本不理想等问题。特别是,低温时能量和功率密度都很差,高温时能量和功率密度迅速下降,限制了在寒冷（如高海拔和高纬度地区）和炎热（如热带地区和夏季）的使用。负极作为锂离子电池的核心部件之一,目前还不能满足纯电动汽车的高性能要求。因此开发适用于宽温域下的电极材料是非常必要的。（1）通过球磨固相反应合成了VPO5化合物,通过Rietveld精修确定了VPO5具有正交晶体结构（Pnma空间群）,并通过原位XRD、原位TEM、非原位XPS、非原位HRTEM等表征手段研究了在不同温度下的晶体结构的演变过程。VPO5具有开放的晶体结构,这使其具有较大的锂离子扩散系数（即使是在低温下）,同时非活性PO4四面体包围活性的VO6八面体,缓冲了体积应变,使其具有“零应变”的特征（即使是在高温下）,因此VPO5的结构优势使其在全温度范围内都具有良好的电化学性能。在25/-20/60℃的不同温度范围内,VPO5在0.1C时展现了大的可逆容量246/181/334 m Ah·g-1,同时分别在10C/2C/10C时表现出优异的倍率性能(128/85/127 m Ah·g-1)和杰出的循环性能（10000/3000/1000圈后容量保持率为100.1%/109.4%/151.4%）。（2）通过静电纺丝和低温煅烧成功制备了平均直径约为200-300 nm的Na2Sr V4O12纳米线作为新型脱嵌型钒基负极材料。一方面,Na2Sr V4O12化合物不仅具有大的可逆容量(在0.05A·g-1下容量为420 m Ah·g-1),同时具备安全合适的工作电势（～1 V）,另一方面,Na2Sr V4O12作为一种具有“零应变”特征的材料不但在常温下展现了良好的循环性能(在4 A g-1的电流密度下经过800圈循环的容量保持率为150.9%),而且展示了高温下的“零应变”材料具有显著优势。与常温相比,高温下的Na2Sr V4O12展现了优异的倍率性能(在4A·g-1下容量为132 m Ah·g-1)和卓越的循环稳定性(4 A·g-1的电流密度下经过1000圈循环的容量保持率为190.1%)。
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