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随着电子产品和电动汽车的迅猛发展,传统电池已不能满足市场的需要,因此研发新型高性能锂离子电池尤为重要。在新型锂离子电池中,负极作为最核心的部分之一,已受到广泛的关注。目前,商业化的石墨和钛酸锂(Li4Ti5O12)负极材料均存在着一些问题,亟待解决。石墨的表面易生长锂枝晶,且倍率性能非常差;Li4Ti5O12材料的平台电位高,理论容量低,能量密度非常低。因此需研发新型高性能负极材料。钒酸锂(Li3VO4)作为锂离子电池的负极材料,电压平台适中,理论容量高达394mAh·g-1,且倍率性能也较好,与石墨和Li4Ti5012相比具有较大优势,具有重要的研究意义。本论文对Li3V04材料的合成方法及合成条件进行选择和改进,选择最优的合成方法,探究最佳煅烧温度;利用原位XRD技术,以及原位EIS与PITT联用技术,探究Li3V04材料在首周充放电过程中的结构变化与界面过程;通过加入Mn元素提升材料的容量,探究最佳混入量,并通过CV、原位XRD和原位EIS等实验分析了导致材料容量增加的原因,以及Mn元素对该材料在充放电过程中的影响。主要结果如下:1.溶胶凝胶法是最合适的合成方法,550℃为最佳煅烧温度,此条件下合成煅烧得到的材料在容量、循环性能及倍率性能均为最优;2.通过原位XRD技术,研究了 Li3VO4材料在0.01-3.0 V之间的结构变化;通过原位EIS和PITT联用的实验手段,研究了 Li3V04材料在0.01-3.0 V之间的界面性质。结果表明,不可逆的相转变过程和SEI膜的存在是Li3VO4材料首周库伦效率低下的重要原因;3.Mn元素的加入导致了新的Li2Mn03相的产生。Li3V0.93Mn0.07O4材料在容量、循环性能及倍率性能的提升上效果最为明显。容量提升的原因可能是因为Mn元素对容量做出了直接的贡献。通过原位XRD实验,证明了 Li+在Li3V0.93Mn0.07O4材料中发生嵌入脱出反应,对材料结构影响显著;通过原位EIS-PITT实验,证明了 Mn元素对Li+扩散系数影响微弱,对电极表面SEI膜有一定影响,但对其界面的电荷传递过程有促进作用。