钠离子电池具有成本低廉的突出优点,可望替代市场中的锂离子电池并成为下一代商用化储能器件。电池的能量密度主要由正极材料和负极材料的容量决定,且负极的容量往往远高于正极,因此电池的性能主要受正极材料限制。已报道的四种典型钠离子电池正极材料:聚阴离子化合物,有机化合物,普鲁士蓝衍生物和过渡金属氧化物仍然处于研究阶段,因此探索高性能钠离子电池正极材料迫在眉睫。本文主要研究了高性能普鲁士蓝衍生物和过渡金属氧化物正极材料。普鲁士蓝衍生物理论比容量较高,但是倍率性能差。本文通过选择性棱刻蚀的方法构造纳米多孔结构来提高钠离子的扩散系数,改善了普鲁士蓝衍生物的倍率性能。水热法制备的普鲁士蓝衍生物立方体经盐酸刻蚀得到棱刻蚀的普鲁士蓝衍生物,选择性刻蚀归因于棱上的[Fe（CN）6]4-缺陷浓度比面高,且高浓度缺陷处优先被刻蚀。棱刻蚀普鲁士蓝衍生物具有高钠离子扩散系数和多活性位点,在5 m A g^-1下放电电化学容量是167 m Ah g^-1,同时在40 m A g^-1电流密度下能保持82.7%的初始比容量。因此选择性棱刻蚀可以有效改善普鲁士蓝衍生物的倍率性能。同时,本文利用结构调控策略稳定了阴阳离子共参与氧化物的晶体结构,通过钾离子掺杂二维氧化物Na_1.3Mn_0.7O₂制备了具有三维结构的氧化物K_0.2Na_1.3Mn_0.5O₂,稳定了Na_1.3Mn_0.7O₂的氧离子氧化还原过程,并提高了Na_1.3Mn_0.7O₂的结构稳定性。X射线衍射图谱说明Na_1.3Mn_0.7O₂和K_0.2Na_1.3Mn_0.5O₂的晶体结构分别是二维和三维结构,原位拉曼光谱图谱证明Na_1.3Mn_0.7O₂和K_0.2Na_1.3Mn_0.5O₂均发生锰和氧的氧化还原反应。原位X射线衍射图谱证明Na_1.3Mn_0.7O₂在充放电过程中会发生不可逆的结构变化,而K_0.2Na_1.3Mn_0.5O₂显示出可逆的晶型变化。K_0.2Na_1.3Mn_0.5O₂和Na_1.3Mn_0.7O₂正极材料在2.0-4.5 V的电压窗口5 m A g^-1下进行充放电的首圈放电电化学容量分别是190 m Ah g^-1和71.4 m Ah g^-1。同时50 m A g^-1下循环寿命分别是50圈和5圈。实验结果证实钾掺杂三维结构氧化物有望成为下一代高容量钠离子电池正极材料。本论文利用盐酸对普鲁士蓝衍生物不同位置的溶解度,选择性刻蚀制备具有快钠离子传输特性的材料,大大提高了其倍率性能。同时发现,钾掺杂可以诱导K_0.2Na_1.3Mn_0.5O₂从层状向三维结构转变,从而有效稳定阴离子氧的氧化还原反应。本论文的研究成果可为优化设计下一代高容量钠离子电池用正极材料提供思路。