水系锂离子电池作为一种新型的能源电池系统,在未来将成为电动汽车、储能电站等应用的理想选择。锂钒氧化物（LiV₃O₈）材料因其具有能量密度大,制备工艺流程简单,安全等一系列的优点,是近年来研究最为广泛且最具发展潜力的材料之一。但同时也存在一些缺点,例如:在充放电过程中材料的晶体结构被破坏,材料溶解到水系电解质中等,这些缺点进一步影响电池的电化学性能。从而阻碍了锂钒氧化物（LiV₃O₈）材料的快速发展和商业化应用。为了解决这些问题,本论文在之前研究的基础上用模版-水热合成法制备了空心球结构的LiV₃O₈材料并在其表面包覆一层碳层（聚苯乙烯小球既为模版也为碳源）,并对所合成的材料进行了一系列的表征和深入研究。本课题主要研究内容及结果如下:1)模版聚苯乙烯（PS）的制备。以苯乙烯为原料单体,过硫酸钾为引发剂,水为分散介质,采用分散聚合法制备了粒径为100 nm左右的PS小球。并研究了反应时间、反应温度、引发剂和离心转速对PS小球的粒径的影响。用硫酸对其进行磺化改性,研究了磺化时间的影响,最后对PS小球粒径磺化前后结构特征进行了表征。2)空心球结构的LiV₃O₈材料的制备及结构表征和电化学性能的研究。首先采用水热法在SPS（磺化后的PS）的表面包覆一层LiV₃O₈,接着将模版通过高温煅烧除去,得到空心球结构的LiV₃O₈材料。经电化学测试,发现空心球结构的LiV₃O₈材料的电化学性能比颗粒状的LiV₃O₈材料优异,首次放电容量为82.3 m Ah g^-1,循环500圈后容量保持率为76.1%,库伦效率为77.6%。表明材料具有好的循环稳定性。3)空心球结构的LiV₃O₈@C复合材料的制备及结构表征和电化学性能的研究。将SPS@LiV₃O₈材料在氩气气氛中碳化,得到空心球结构的LiV₃O₈@C复合材料（其中做了不同碳含量的对比试验）。经电化学测试,发现空心球结构的LiV₃O₈@C复合材料的电化学性能比空心球结构的LiV₃O₈材料优异,首次放电容量为88.1 m Ah g^-1,电池循环500圈后容量的保持率为80.1%,库伦效率为98.3%。结果表明材料具有好的倍率性能和循环稳定性。