钠离子电池,因钠资源的储量丰富,分布广泛和成本低廉,已经成为极具潜力的下一代廉价高效储能电池体系。在众多的钠离子电池负极材料中,转化-合金型负极材料由于具有非常高的比容量,是高性能钠离子电池的理想负极材料。然而,因其嵌脱钠过程中发生的较大体积变化,极大降低了电池的循环稳定性。同时,钠离子较大的半径,使得该类材料表现出迟缓的电化学反应动力学,导致电池倍率性能变差。本文针对转化-合金型负极存在的缺点,综合电极微纳结构设计和电极组分优化调控,制备了三类具有特殊微纳结构的多组分电极体系。借助多种物理化学表征技术和电化学研究方法对材料的物理化学性质和钠离子嵌入/脱出行为进行了系统的研究。结合水热法和冻干法制备了花瓣状Bi2S3/石墨烯气凝胶复合材料,其中花瓣状硫化铋是由若干纳米棒堆积组成。纳米结构缩短了电子和离子的传输距离,提高了二者的传输速度,加速了反应的动力学;而石墨烯气凝胶的引入,在提高电极导电性的同时,既可以作为缓冲介质,缓解Bi2S3充放电过程中的体积变化,又因气凝胶具有丰富的孔道结构,保证了电极内部快的物质传输。Bi2S3/石墨烯气凝胶复合材料在0.1 A g-1电流密度下,可逆比容量为587 m Ah g-1,循环50圈后,可逆比容量为397 m Ah g-1。在2 A g-1的高倍率时,复合材料可以展现出336 m Ah g-1的放电比容量。基于自模板法,通过溶剂热和碳包覆的方式制备了碳包覆的无定形相钴锡双金属硫化物中空纳米立方体。复合材料中构筑的中空结构为电极材料的体积膨胀提供了额外的缓冲空间;额外引入的钴的硫化物组分的放电产物可以作为锡合金化反应的缓冲介质,缓解其巨大的体积膨胀;包覆的碳组分既提高了电极的导电性,又避免了纳米材料的团聚;材料无定形相的特点为钠离子提供了更多的传输通道,改善了钠离子在电极材料中的传递速度。得益于上述结构和组分的优势,碳包覆的无定形相钴锡双金属硫化物在0.1 A g-1的电流密度下循环100圈后,仍可保持高达607 m Ah g-1的可逆比容量。在10?A?g-1的高倍率下,对应的可逆比容量依然保持在478 m Ah g-1。借助中空结构和石墨烯组分在提升材料电化学性能中的优势,通过高温气固反应和碳包覆的手段,在电极中额外引入异质结构的同时,构筑了三维碳交联网络,制备了Sn S-Zn S异质结构中空纳米立方体/碳复合材料。三维碳交联网络在提高电极整体导电性和作为缓冲介质的同时,亦可以有效分隔纳米立方体,避免因体积膨胀引起活性物质的聚集、粉化和失活。复合材料在2 A g-1的电流密度下,经历1000次充放电循环后,依然可以表现出247 m Ah g-1的可逆比容量,对应的每圈容量衰减率仅为0.04%。即使在20 A g-1的高倍率下（35 s内完成充电）,可逆比容量仍保持在267 m Ah?g-1。