钠离子电池由于具有资源丰富、价格低廉和环境友好等特点,在大规模储能领域具有潜在的应用优势。目前对钠离子电池的研究主要集中在电极材料的开拓和性能提升方面,但对于电解质溶液的研究鲜有报道。同时,由于金属钠具有较高的还原性,导致其与很多有机溶剂都会发生反应。因此,优选出化学及电化学稳定的电解液组分对发展高能量密度和长寿命的钠离子电池十分重要。本论文选取了不同的非水有机溶剂（碳酸酯类和醚类）和钠盐,系统地研究了它们组成的电解液体系对金属钠和硬碳负极的化学及电化学稳定性,并对它们的电化学性质进行了对比和分析,提出了可能的反应机制和可应用的稳定电解液体系,为钠离子电池应用发展提供了参考体系。主要研究内容和结果如下:1.将碳酸酯电解液作为研究对象,分别用高电离常数的碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）以及两种1:1混合溶剂为基,研究不同线性碳酸酯（碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC））与其组成二元或三元电解液时对金属钠的化学与电化学稳定性,探讨其反应机制,进而研究在使用不同电解液时,硬碳负极的电化学性能。我们发现改变线性碳酸酯、溶剂比例、盐、温度以及添加剂的种类等条件对电解液的化学和电化学稳定性、金属钠的阻抗与极化以及硬碳负极上的电化学性能都有很大影响。总的来说,当碳酸酯溶剂在金属钠表面不能形成稳定的SEI膜时,电解液会与金属钠发生持续反应。使用这种电解液时,Na/Na对称电池极化和阻抗随着循环呈现增大的趋势,硬碳负极容量衰减迅速。碳酸酯电解液在金属钠表面能够形成SEI膜,SEI膜厚但不够致密,电解液短时间内不会与金属钠发生反应,然而长时间或高温下仍会发生反应。使用这种电解液时,Na/Na对称电池初始极化和阻抗很大,随着循环慢慢减小,硬碳电极长循环后容量也会衰减。当形成SEI膜薄且致密时,电解液不会与金属钠发生反应。使用这种电解液时,Na/Na对称电池初始极化和阻抗有所增大,但随着循环慢慢减小或趋于稳定,硬碳电极长循环后容量不会衰减。另外通过表征手段揭示了PC电解液在金属钠表面不稳定的原因,阐述了PC电解液的反应机理。2.将醚类电解液作为研究对象,以常用的二乙二醇二甲醚（DEGDME）和四乙二醇二甲醚（TEGDME）两种为基,通过改变、盐、温度以及添加剂等条件,系统探索了基于醚类电解液对金属钠的化学和电化学稳定性、对金属钠的阻抗与极化以及在使用不同醚类电解液时,硬碳负极的电化学性能。我们发现DEGDME与金属钠的兼容性要优于TEGDME溶剂,而在几种盐中,NaPF₆与醚类电解液兼容性最好。硬碳电极在使用醚类电解液时的循环性能与碳酸酯电解液相差不大,但倍率性能要优于碳酸酯,其中使用DEGDME-NaPF₆时的倍率性能最好。这源于醚类电解液对金属钠负极具有更高的稳定性,所成的SEI膜阻抗低。3.将钠盐（NaClO₄、NaSO₃CF₃、NaTFSI、NaPF₆和NaFSI）作为研究对象,发现不同盐在PC电解液中表现出的性质也不相同。使用NaClO₄和NaSO₃CF₃电解液的电池由于其在金属钠表面无成膜性,与金属钠之间不稳定,Na/Na对称电池极化和阻抗在循环过程中逐渐增大。使用NaTFSI、NaPF₆和NaFSI盐电解液的电池稳定性较好,但阻抗和极化较大。硬碳电极中使用NaFSI的循环性能和首周效率是最好的,但其在高电压下会与集流体铝箔发生反应。