随着现代工业的飞速发展,锂金属的储量不断减少（0.002 wt.%）,因此亟需研究出锂金属储能的替代材料。钠金属（2.36 wt.%）和钾金属（2.09 wt.%）由于较高的元素丰度,且钠和钾金属的物理化学性质与锂相似。钠的标准还原电极电势为-2.71 V,钾的标准还原电极电势为-2.93 V,相较于锂的标准还原电极电势:-3.04V具有相近的电化学性质,因而逐渐进入研究者的视野。近十几年来钠金属、钾金属负极的新型碱金属电池储能器件的出色表现也交了一份令人满意的答卷。为了构建优良的新型碱金属电池体系,研究者实践了很多策略,例如设计电极结构以增强电极反应动力学,构建纳米颗粒、纳米棒、纳米片等;制备导碳材料进行电极材料包覆和保护,增加电极寿命,如石墨烯负载、碳矩阵包覆等;电解液设计以稳定固态电解质膜,例如电解液添加剂氟代碳酸乙烯酯的添加;另外新型碱金属电池体系的开发也是一种新的方法。第2章通过简单的一步水热法将笼状Sb/Fe前驱体微米棒与氧化石墨烯复合,后冷冻干燥并高温碳热还原,得到了Sb/Sb2O4/Fe3C/r GO（SSFG）,纳米粒子分散在石墨烯片层中没有明显的团聚。Fe3C催化剂吸附钾离子促进固态电解质组分的生成,提高了钾离子电池的循环寿命和倍率性能。在500 m A/g下充放电280次后容量为234 m Ah/g,在2000 m A/g下充放电1244次后容量为108 m Ah/g。第3章通过引发剂引发自由基聚合,使丙烯酸丁酯（BA）和丙烯酸（AA）发生聚合,后加入三维交联剂乙酰丙酮铝加大交联度,制备得到具有自修复性能的聚合物基体,受到机械损伤后可实现自愈合。采用钠钾合金电极自修复循环过程中电极所受外力的破坏。通过自修复聚合物电解质和自修复钠钾合金电极共同作用,在沉积溶解过程中电极/电解液界面稳定存在,生成的稳定固态电解质膜保护电极,通过“枝晶蠕动”抑制枝晶的生成和生长,增加电池寿命。聚合物电解质较平整的无孔界面抑制了钠离子在经过普通的多孔隔膜时的不均匀分布,避免生成凹凸不平的钠金属电极界面。在0.5 m Ah/cm~2,0.5 m A/cm~2下自修复凝胶聚合物电解质的钠钾合金对称电池,可逆沉积溶解624 h后极化电压约0.49 V,对照的玻璃纤维隔膜浸没液态电解液的钠钾合金对称电池同样的测试条件下624 h后极化电压为0.57 V。且自修复聚合物电解质的钠钾合金对称电池在上述测试条件下的循环寿命约860 h,而对照的玻璃纤维隔膜液态电解液钠钾合金对称电池的寿命仅为约640 h。