中文摘要：

采用流变相-自组装法合成钒氧化物纳米管阴极材料，并通过聚合物与金属阳离子在钒氧化物纳米管管内及层间的拓扑反应修饰，增强纳米管的结构稳定性和锂离子的嵌脱可逆性，提高锂离子的嵌入容量，减少锂电池在循环过程的容量损失。并通过分析纳米管形成机理，探讨聚合物、金属阳离子与钒氧化物层的内界面效应与离子迁移行为之间相关性，为新型阴极材料的研制与开发提供实验和理论依据，推动锂离子二次电池的高能化、稳定化、轻型化、实用化发展。流变相-自组装方法的提出，开辟了一条低成本可控合成模板剂基周期排列无机纳米结构的新途径。同时，丰富和完善了纳米结构材料和纳米科学的研究体系。

结论摘要：

分别以V2O5粉末和V2O5溶胶为钒源，结合流变相反应机理与纳米自组装方法，采用流变相-自组装法合成了长1～10μm，内、外径分别为10～30nm 和50～100nm，管束直径为200～300nm 的钒氧化物多壁纳米管。通过表征合成过程中不同阶段样品的形貌和结构，解释了纳米管的生长机理，分别建立了基于"卷曲"和"弯曲"机制的3-2-1D（R）及3-2-1D（B）钒氧化物纳米管生长模型。 通过惰性气氛下热处理和激光辐射除去残余有机物，稳定纳米管结构，改善了纳米管的充放电容量和循环性能。通过聚合物修饰和金属阳离子掺杂等方法改善了纳米管电化学性能。研究表明PEO 修饰导致局部最优取向纳米管束形成以及屏蔽VOx 层对Li+的库仑作用，促进Li+的定向迁移及嵌脱可逆性。金属阳离子掺杂改变了纳米管的生长动力学，使得纳米管层间距增大，带来了更大的嵌锂空间和更多的嵌锂位置，同时还发现银掺杂的钒氧化物纳米管对C6H6具有很好的选择性和响应性。 另外，在合成钒氧化物纳米管的基础上，通过改变表面活性剂还合成了其它基于钒的一维纳米材料，采用多孔阳极氧化铝和聚碳酸脂为模板成功构筑了V2O5纳米管阵列。并初步探讨了这些材料的性能。