水系金属离子电池具有低成本，高安全性，环境友好以及离子迁移率高等优势，在未来大规模能源存储领域势具有广阔的应用前景。但是目前，水系金属离子电池面临很多问题，如工作电压较低、循环性能差以及库伦效率不高等，所以急需寻找合适的电极材料来构建新型的高性能水系金属离子电池。本论文从选择合适的正极材料出发，构建新型水系金属离子电池，希望提高电池的工作电压和能量密度，兼顾电池的循环稳定性。通过选择具有三维孔道结构的普鲁士蓝衍生物作为正极材料，设计搭建了一种电压达到1.7V的水系锌离子电池，深入探讨了其电化学性能和工作机制以及颗粒形貌对其电化学性能的影响。另外，利用镍离子掺杂的铁氰化锌材料，设计了两种电压较高的新型水系混合离子电池，研究了其离子选择性嵌入的现象。　　首先，以铁氰化锌材料为正极，金属锌为负极，硫酸锌水溶液为电解液，构建了一种新型水系锌离子电池。它的工作电压可以达到1.7V，能量密度达到100Wh/kg左右，同时表现出较好的倍率性能和循环性能。通过一系列实验，发现铁氰化锌材料在硫酸钠和硫酸钾电解液中的电化学稳定性较差，容易发生溶解，而在硫酸锌电解液中可以进行稳定的电化学循环。此工作首次利用铁氰化锌材料构建了一种新型水系锌离子电池。　　其次，通过调控铁氰化锌颗粒的形貌可以影响其电化学性能，并通过XRD分析技术证明了铁氰化锌结构中可逆的嵌锌机制。通过调节反应溶液的浓度和滴加速度，合成了三种具有规则形貌的立方相铁氰化锌颗粒，进一步脱水后转变成菱方相铁氰化锌。在硫酸锌电解液中，具有立方八面体形貌的菱方相铁氰化锌表现出最好的电化学性能。另外，通过分析不同充放电状态下极片的XRD，证实了铁氰化锌结构中可逆的锌离子嵌入机制，为铁氰化锌材料在电池中的进一步应用打下了基础。　　最后，以镍掺杂的铁氰化锌材料为正极，选取焦磷酸钛和磷酸钛钠材料为负极，构建了水系Li+/K+和Na+/K+混合离子电池，并研究了其离子选择性嵌入的电化学行为。通过在铁氰化锌材料中掺入镍离子，增加了其在硫酸钠和硫酸钾溶液中的电化学稳定性，同时研究了镍离子掺入量对材料电化学性能的影响，最后选取Ni/Zn摩尔比为1的铁氰化镍锌为正极材料。这里提出了混合离子电池的概念，提供了一种新的电池设计思路。