前常用的鋰離子電池負(fù)極材料石墨的理論比容量?jī)H為372mAh/g，而實(shí)際發(fā)揮容量最高僅為360mAh/g左右，這無(wú)法滿足下一代高比能鋰離子電池的需求，因此迫切的需要開發(fā)新型的負(fù)極材料以取代現(xiàn)有的石墨類材料。

目前常見的硅基負(fù)極材料，其比容量最高可達(dá)到3000mAh/g以上，但是硅基負(fù)極材料也存在著致命的缺陷，在完全嵌鋰的狀態(tài)下，其體積膨脹最高可達(dá)300%，這會(huì)造材料顆粒粉化，負(fù)極活性物質(zhì)脫落，造成不可逆的容量損失，雖然人們已經(jīng)開發(fā)出了多種手段解決由硅負(fù)極膨脹所引起的問題，但是目前硅負(fù)極的應(yīng)用仍然處于探索階段，真正成熟的產(chǎn)品并不多。

人們也并未停下探索的腳步，不斷開發(fā)出各種新型的高容量鋰離子電池負(fù)極材料，而釩酸鹽材料就是其中的一種。近年來(lái)，復(fù)合過渡金屬氧化物由于其優(yōu)異的電化學(xué)性能而吸引了廣泛的關(guān)注，由于過渡金屬多種價(jià)態(tài)和較低的活化能使得這種材料具有優(yōu)異的電子導(dǎo)電性，特別是釩酸鹽材料作為正極和負(fù)極材料都吸引了廣泛的關(guān)注，例如AgVO3和Co3V2O8等材料都表現(xiàn)出了優(yōu)異的電化學(xué)性能。

韓國(guó)漢陽(yáng)大學(xué)的Juan Xiang等結(jié)合目前的納米材料技術(shù)與釩酸鹽的研究成果，研發(fā)了一種一維釩酸鹽中空納米線制備工藝，該材料不僅具有釩酸鹽材料電子電導(dǎo)率高的優(yōu)點(diǎn)，也兼具了納米材料Li+擴(kuò)散距離短的特點(diǎn)，具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。

為了合成一維釩酸鹽中空納米線材料，Juan Xiang采用了靜電紡絲技術(shù)。以Co3V2O8納米線合成為例，首先將Co和V的醋酸鹽溶解于DMF之中，然后加入PVP并持續(xù)攪拌12h，然后利用靜電紡絲工藝制成前軀體，前軀體被轉(zhuǎn)移到Al2O3基體上，并在500℃下焙燒3h，就可獲得一維中空納米線材料。除了Co3V2O8材料外，Juan Xiang還用同樣的方法合成了Ni3V2O8和FeVO4材料。

循環(huán)伏安測(cè)試發(fā)現(xiàn)Co3V2O8材料有兩個(gè)氧化還原峰，其中在還原過程中，分別位于0.63V和0.17V，氧化過程分別為1.47V和2.53V。

電化學(xué)測(cè)試顯示，Co3V2O8的首次放電和充電容量分別達(dá)到1110mAh/g和764mAh/g，首次效率約為68.8%，電池循環(huán)50次以后容量衰降到了644mAh/g，但是循環(huán)100此后，電池的容量上升到了968mAh/g。

為了測(cè)試Co3V2O8材料的倍率性能，分別采用了0.2，0.5，1，2，5，10A/g的電流密度，該材料的容量分別達(dá)到了970，744，648，570，470 和349mAh/g。該材料在5A/g的電流密度下，循環(huán)1000次仍然能夠保持1000mAh/g以上的容量，循環(huán)2000次能夠保持900mAh/g左右的容量。

一維釩酸鹽中空納米線材料綜合了中空結(jié)構(gòu)和一維納米結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，不僅具有良好的電子導(dǎo)電性，更是極大的縮短了Li+的擴(kuò)散距離，因此賦予該材料良好的倍率性能和循環(huán)性能。Co3V2O8材料的可逆容量達(dá)到1000mAh/g左右，是傳統(tǒng)石墨類材料的三倍左右，極大的提高了材料的能量密度。