可再生清洁能源无需消耗化石燃料及增加环境污染,因而受到了广泛的关注。为了将可持续能源和电网结合起来,大规模能源存储系统在峰值转换操作中是很重要的。在不同的能源存储技术中,电化学二次电池是一种很有前景的方法,因为这种方法具有很高的能源转换效率,灵活,维护简单等优点。作为二次电池的锂离子电池由于高能量密度,长循环寿命以及环境友好等优势已经成功应用于电动汽车,便携式设备以及手机等储能装置中。然而由于锂在地壳中分布不均匀,储量不丰富以及需求的不断增加,锂资源的价格和锂离子电池的成本都在不断攀升。而且,在元素周期表中金属钠位居锂的下方,因而钠在很多方面有着和锂类似的物化性质。另外钠元素储量丰富且成本低,因而钠离子电池被视为清洁能源解决方案中的新焦点。目前有关储钠电池的课题研究方向基本上都是针对电极材料的。本论文采用静电纺丝技术结合化学合成法得到了掺杂的碳材料和磷基复合材料,并对其在钠离子电池负极中的应用做了研究。第一章阐述了钠离子电池的研究背景及发展意义,并归纳了当前有关于钠离子电池正负极材料及电解液的研究情况。第二章,介绍了静电纺丝方法的基本装置及工作原理,并对实验中所用到的材料制备仪器、电极材料的物理及电化学性质表征的仪器及方法进行了简要描述。在第三章中,我们采用静电纺丝方法,以聚丙烯腈为碳源和氮掺杂剂,聚苯乙烯为造孔剂,制备出多通道碳纳米纤维材料,接着以升华硫为硫掺杂剂,设计制备了柔性富硫的含氮多通道碳纳米纤维材料。通过调节硫的含量,得到了较好的储钠性能的富硫的柔性氮掺杂的碳材料:50 mA g-1电流密度下循环100次后的可逆容量是336.2 mA h-;2 A g-1条件下2000次循环后比容量保持在187 mA h g-1。这种性能的获得主要得益于S/N掺杂产生的大量缺陷及活性反应位点,扩大的层间距及三维交联的多通道结构的协同效应。密度泛函理论计算结果证实掺杂硫的含氮碳纳米纤维不仅可以促进钠的吸附,还可以促进电子转移。在第四章中,我们先合成柔性多通道碳纳米纤维材料,接下来经过KOH化学活化法产生大的比表面积和丰富的孔结构,在此基础上采用汽化-冷凝-转化法制备了一种多孔的多通道碳纳米纤维负载红磷的柔性复合材料。这种核壳结构的设计能够有效缓解红磷在反应过程中大的体积膨胀,多孔交联结构不仅有利于提高材料整体导电性而且有助于提高红磷的负载量。因而使得该红磷基复合电极具有优异的储钠性能:100 mAg-1的电流密度下经过70次循环后容量是1455 mAh g-1;在高倍率10 Ag-1条件下容量为500 mAh g-1;在2 Ag-1的电流密度下经过920次循环后比容量保持在700 mAh g-1。在第五章中,指出了本文所做工作的创新之处和需要改进的地方,并对将来的研究工作做了展望。