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作为一种新兴储能器件,钠离子电池（SIBs）具有原料储量丰富、价格低廉和无自放电特性等优点,因此SIBs在智能电网和大型储能系统方面展现出比锂离子电池（LIBs）更广阔的应用前景。然而,与Li+相比,Na+具有更大的离子半径、更高的还原电位和更慢的反应动力学,这导致SIBs的比容量和倍率性能低于LIBs,因此,探索具有高可逆容量和快速动力学过程的电极材料是实现SIBs商业化的关键所在。在目前已探索的SIBs负极材料中,镍基硒化物因具有优异的电化学可逆性和高的理论比容量而备受关注。然而,镍基硒化物作为典型的转化型电极材料在循环过程中存在反应动力学缓慢和体积变化严重等问题,这导致了 SIBs的倍率性能和电化学稳定性较差,从而限制了其在SIBs中的进一步应用。因此,如何有效提高镍基硒化物的电化学稳定性和倍率性能是目前的研究重点。为了解决以上问题,本论文以镍基硒化物为研究对象,通过与碳基材料杂化、中空结构的设计、异质结的构建、金属基复合材料的设计等策略制备了一系列镍基硒化物电极材料,研究了其作为SIBs负极材料的电化学性能,并进一步分析了其在储能过程中Na+的存储动力学过程和相关的电化学反应机理,从而构筑具有高能量密度的全电池体系,主要研究工作如下:1、通过乙二胺辅助水热法选择性地合成立方相NiSe2（cu-NiSe2）、单斜相Ni3Se4（mo-Ni3Se4）和六方相NiSe（he-NiSe）三种晶型结构的硒化镍材料,研究其钠离子存储性能并进行了反应动力学分析。XRD和XPS等结构表征证明cu-NiSe2、mo-Ni3Se4和/he-NiSe的成功制备;通过SEM和TEM等测试手段对硒化镍的形貌进行表征;形貌和物相等系列表征表明乙二胺通过与镍离子形成配合物的特点来控制硒化镍材料的成核和生长。而电化学测试结果表明cu-NiSe2、mo-Ni3Se4和he-NiSe三种材料的Na+存储特性不同。此外,相关的动力学分析证明三种材料不同的储Na+行为是由于自身电导率的不同引起的,这为后续工作中对镍基硒化物材料进行针对性的改性奠定了基础。通过对NixSey晶型的精准调控,为将其用作SIBs负极材料提供了一种简单有效的方法。2、设计并制备硼碳氮纳米管（BCNNTs）原位封装NiSe2的自支撑电极材料（NiSe2@BCNNTs）,并对其结构、形貌、钠离子存储性能和钠离子存储机理进行研究。SEM和TEM等形貌表征表明半径约为50 nm的NiSe2颗粒均匀地分散在BCNNTs中,而氮气等温吸脱附测试和Raman光谱证明NiSe2@BCNNTs复合材料具有大的比表面积（240.88 m2 g-1）和较高的缺陷密度。电化学测试表明,NiSe2@BCNNTs复合材料具有优于纯NiSe2电极的循环稳定性,在2.0 A g-1的电流密度下循环2000圈后仍可保持382.4 mAh g-1的放电比容量。电化学动力学分析证明BCNNTs的引入增加了复合材料的赝电容贡献率,加速了 Na+在材料中的扩散。此外,非原位SEM、TEM测试结果表明BCNNTs在NiSe2转化反应过程中起到了很好的结构缓冲作用,从而有效缓解了 NiSe2颗粒的体积变化。NiSe2@BCNNTs自支撑结构的构建为提高镍基硒化物在储钠过程中的循环稳定性开辟了一条新的途径。3、通过水热和碳包覆的方法制备Ni0.85Se/（1 T-2H）-MoSe2@N-C复合材料,并将其作为SIBs的负极材料,研究复合材料的结构、形貌、储钠性能和储钠机理。SEM和TEM结果表明该复合材料呈现中空花球状形貌。XRD和XPS等结构测试表明MoSe2和Ni0.85Se具有相似的晶格结构,这会使Ni0.85Se与MoSe2间形成强相互作用的异质结,并产生强内建电场,使得部分电子从Ni0.85Se转移到MoSe2材料中,从而诱导1T相MoSe2的形成,增加了复合材料的导电性。电化学测试结果表明Ni0.85Se/（1T-2H）-MoSe2@N-C复合材料具有长循环稳定性和优异的倍率性能,在5.0 A g-1的电流密度下循环2000圈后,放电比容量可以保持在271.7 mAh g-1,并且当电流密度从5.0 A g-1恢复到0.1 Ag-1时,复合材料的放电比容量可以恢复到669.0 mAhg-1,容量保持率为97.5%。动力学分析结果证明在具有异质界面的复合材料中,Na+的迁移速度快于无异质界面的Ni0 85Se@N-C和Mo Se2@N-C材料。Ni0.85Se-MoSe2异质结构的构建为开发出具有优异循环稳定性和高倍率性能的镍基硒化物复合材料提供了一种新的策略。4、利用Ni、Co、Mn相似的离子半径和独特的磁学性能,通过去合金化工艺和水热硒化法设计并合成镍钴锰硒（NCMSex）三金属硒化物,并将其用作SIBs的负极,研究材料的形貌、结构、电化学性能和储钠机理。SEM和TEM表明NCMSex呈半径为200 nm左右的均匀中空纳米球形貌;XRD和XPS等结构测试结果表明NCMSex为 Ni3Se4晶型的固溶体结构。电化学测试说明NCMSex负极材料具有高的钠离子存储比容量和优异的倍率性能,在0.1 A g-1的电流密度下初始放电比容量高达1856.1 mAh g-1,并且在2.0 Ag-1的电流密度下循环1000圈后放电容量仍可以保持在490.5 mAh g-1。动力学分析表明NCMSex负极材料优异的钠存储性能来源于Ni、Co、Mn三种金属交错的反应电压、较小的极化率和高的电容行为贡献率,这可以有效增加材料的电子转移速率和离子迁移率。非原位XRD测试结果表明NCMSex负极材料在Na+存储过程中具有8电子转移过程,这对进一步理解多金属化合物的反应机理具有重要意义。这种独特的设计理念也为制备理想的SIBs负极材料提供了一种全新的思路。