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钠离子电池资源丰富、安全性好，且和锂离子电池有着极其相似的工作原理，使得钠离子电池有望成为下一代储能电池。目前，发展高性能的正极材料是攻克钠离子电池难题和推进其应用的关键。层状过渡金属氧化物具有毒性小、成本低、合成工艺简单、理论容量和电子导电率较高等特点，被认为是一类有发展前景的钠离子电池正极材料。本文围绕P2型和O3型正极材料，通过成分设计，制备工艺优化，获得性能良好的正极材料，并成功应用于钠离子全电池。通过扫X射线衍射、描电子显微镜和充放电测试等表征手段，详细考察材料的结构、表面形貌及电化学性能，具体研究内容如下： 一、本文首先通过材料的成分优化设计，采用自蔓延燃烧法成功合成出P2-型Na0.5Li0.1Ni0.2Mn0.7Mg0.1O2，用于钠离子电池正极材料。结果表明，经Li，Mg元素掺杂的P2-型Na0.5Li0.1Ni0.2Mn0.7Mg0.1O2材料是典型的层状结构，呈现高的结晶度。在1.5-4.6 V的电压区间，0.2 C的电流密度下，首次放电比容量高达157.9 mAh g-1，但容量衰减较快；在2.0-4.0 V的电压区间内，表现出优异的循环稳定性，表明P2-型Na0.5Li0.1Ni0.2Mn0.7Mg0.1O2 是一个有前途的正极材料。 二、利用溶胶-凝胶法合成了O3-型NaNi0.5-xMn0.5-yCuxTiyO2正极材料，并对其进行结构表征及其电化学性能测试。结果显示，Cu和Ti的共同取代，没有改变材料的结构；但是随着Cu和Ti含量的增加，电极材料的电压平台整体提升。适量的元素取代，提高了材料的循环稳定性能。电化学测试分析得出，O3-型NaNi0.4Mn0.4Cu0.1Ti0.1O2正极材料表现出优异的电化学性能。在0.2 C倍率下，其首次放电容量达到了113.9 mAh g-1，循环100次后容量保持率可达88%。在0.1 C，0.2C，0.4 C，1 C，2 C，4C， 10 C和20 C倍率下，首次放电容量分别为117.9，111.5，102.1，88.9，78，70，60.7和60.1 mAh g-1，表明其具有优异的循环稳定性和倍率性能。 三、在上述工作的基础上，本文最后采用甘蔗渣衍生的硬碳为负极，O3-型NaNi0.4Mn0.4Cu0.1Ti0.1O2为正极，构建了钠离子全电池。在50mA g-1电流密度下硬碳负极可逆容量达到了328 mAh g-1, 经200次充放电循环后容量保持率可达82%。钠离子全电池在25 mA g-1的电流密度下，首次比容量（根据负极的质量计算）可达253 mAh g-1，循环80次后，容量保持率高达79%。