高效的能源储存和转换对于创造零碳排放的世界具有重要意义。近年来,钠离子电池因具有与锂离子电池相似的电化学反应机制、丰富的资源储量、低廉的价格,被认为是锂离子电池的潜在替代品。但是Na+具有较大的离子半径,这导致了缓慢的离子动力学。因此,探索开发新型高性能钠离子电池负极材料是一个迫切需要解决的问题。锑基复合材料由于具有较高的理论比容量以及较低的成本而受到国内外研究人员的重视,但是作为钠离子电池负极材料,在进行充放电过程中由于脱/嵌钠导致电极材料体积严重膨胀、粉化脱落,从而造成容量衰减较快,进而限制了锑基材料的发展。针对这些问题,本论文将通过结构构建、碳材料改性以及合成方法等方面出发,将锑基材料制备成具有高性能、高倍率、循环稳定的新型钠离子电池负极材料。主要研究内容如下:1、采用模板法和络合反应相结合的方法,成功制备了具有中空核壳结构的Sb2S3/S@S掺杂碳复合材料。通过有限元仿真、动力学分析和密度泛函理论计算,揭示了S复合材料和空心核壳结构在提高性能中的作用。内部S和外部S掺杂的碳可以与Sb2S3相互作用,提高其与Na+的反应活性,有效地释放Sb2S3在钠化过程中的应力。这种特殊的结构使其具有较高的可逆容量、良好的循环性能和高倍率性能。组装的全电池在高功率下也表现出优异的能量密度,并且在1 A g-1经过500次循环仍能保持310 m Ah g-1的高可逆容量。2、采用基于模板法和络合反应方法制备了具有二维层状结构的Sb/Sb2O3@N,S-C/r GO作为负极材料,实现了优异的储钠性能。研究结果表明,界面中存在的Sb-O-C能促进电化学活性,显著提高了电子电导率,增强了离子传输。其次,碳基体和原位形成的金属Sb的引入也能提高材料的结构稳定性和电子电导率,Sb2O3钠化形成Na2O,缓冲了体积变化,从而改善材料的循环稳定性和倍率性能。此外,N掺杂激活了碳晶格中存储位点,S掺杂可提高Na+吸附能力,从而提高比容量,增强材料结构稳定性,延长循环寿命。组装的全电池在高功率下也表现出优异的能量密度,能够在1 A g-1经过200次循环仍具有391 m Ah g-1的高可逆容量。3、采用基于GO模板以及金属离子掺杂的方法通过水热制备Mo掺杂Sb2S3/r GO作为负极材料,实现了优异的储钠性能。研究结果表明,Mo掺杂可以有效地调节Sb2S3/r GO的电子结构,优化其电子电导率、电荷转移效率和结构稳定性。在0.01-3.0 V的电压范围内,7%Mo-Sb2S3/r GO纳米复合材料具有较好的循环稳定性和倍率性能,在1 A g-1的电流密度下循环100次后,其比容量可达744 m Ah g-1。即使在20 A g-1时,可逆容量仍保持在400 m Ah g-1,相当于0.2 A g-1时容量的42.2%。此外,7%Mo-Sb2S3/r GO纳米复合材料具有赝电容控制的快速嵌脱钠动力学过程。