近年来,钠离子电池被视为一种最有潜力替代锂离子电池的二次储能器件而重新获得了人们的关注,但是缺乏高性能的钠离子电池负极材料是制约钠离子电池发展的关键因素。本研究中,我们在充分了解各类钠离子电池负极材料的作用机理的基础之上,针对各自面临的问题和挑战,开发出高效可行的应对策略解决了其中一些问题。同时,我们还制备了几种新型纳米结构的过渡金属化合物并探究了其储钠性能,主要研究内容和结果如下:1、磷,相对于存储钠离子具有超高的理论比容量,但是其导电性差,充放电过程中产生的体积变化对于材料结构的破坏也非常严重。为此,我们首次成功地制备出新型核壳结构的磷化铜/碳(CuP2/C)纳米复合材料。碳颗粒层不仅可以提高材料的导电性,而且还抑制活性材料在充放电过程中的体积变化。我们的CuP2/C复合材料可以表现出大于500 mAh/g的可逆比容量,且倍率性能良好。我们还用非原位的XRD和TEM表征首次揭示了 CuP2电极材料的储钠机理是基于转化反应。2、对于硫化物中普遍存在的导电性差,结构不稳定和活性材料流失的问题,我们选取硫化镍(NiSx)为研究对象,探索出一种能有效缓解以上问题的方法。我们首先选取碳纳米管(CNT)为骨架供NiSx纳米颗粒附着生长,再用高温碳化的方法在该材料的最外层包裹上一层碳,由此成功制备了 NiSx/CNT@C复合材料。电池测试结果表明:这种复合材料能表现出大于500 mAh/g的可逆比容量和超过200次循环的稳定性。我们的这一策略显著地提高了 NiSx材料的电化学储钠性能。3、我们通过高温溶液法成功制得了二硒化铁量子点(FeSe2QDs),并探究了FeSe2 QDs极为出色的储钠性能。在100 mA/g电流密度下,其可逆比容量可以超过500 mAh/g,10 A/g下250 mAh/g的比容量保有量也显示出其极好的倍率性能,FeSe2QDs还可以表现出优秀的循环稳定性。另外,我们还证实了 FeSe2QDs可以与磷酸钒钠(NVP)配对构成性能优异的钠离子全电池。