中文摘要：

多孔性钒基氧化物（VOx和Li3V2(PO4)3）是新颖的锂离子电池的大倍率电极材料，同步辐射光源线站在表征这些材料的结构和探索其电化学反应机制方面可以发挥重要的作用。本项目拟以水热（溶剂热）法制备多孔性一元钒基氧化物VOx粉料，以静电喷雾沉积（ESD）法制备多孔性Li3V2(PO4)3薄膜，分别作为电极装配成电池后进行电化学循环。这些钒基氧化物材料在循环前后可用常规结构分析手段（XRD/SEM/SEM/XPS/EELS）及同步辐射线站（X光显微成像、XAFS、XPS、EELS）进行非原位（ex-situ）分析，同时在电池循环过程中进行XRD和XAFS原位(in-situ)分析。本项目将有助于发现新的高性能电极材料及其合成路线，揭示多孔性钒基氧化物电极在充放电过程中组成、结构的演变过程，同时展示同步辐射装置在锂电材料研究中的强大作用。

结论摘要：

合肥同步辐射国家实验室线站上可进行XRD、XPS、XAFS等高灵敏度材料结构和组成分析，与常规的FT-IR、SEM、TEM及Raman分析手段结合，对于研究高性能锂离子电池电极材料可以提供强大的帮助。本项目以同步辐射线站上的XPS为主要分析手段，以多孔钒基电极材料V2O5、Fe-掺杂V2O5、Fe2V4O13、Li3V2(PO4)3等为主要对象，重点研究钒的价态，并结合其它手段，对这些电极材料的离子价态、微观结构与电化学性能间的关系进行详细分析，探索出优化的制备条件，获得了循环性能、倍率性能、尤其是低温性能优异的薄膜电极材料。在项目执行期间，研究内容还扩展到其它电极材料和电解质锂盐，取得了相关基础研究结果。本项目在Environ. Energy Sci.、J. Mater. Chem.、Electrochem. Commun.、J. Power Sources等杂志上共发表SCI论文36篇，其中4篇为ESI高被引论文，申请发明专利2项。这些成果对于发展新型电极材料（尤其是含钒电极材料）、阐明优异的电化学性能与结构的关系，提供了坚实的实验基础。