锂离子电池由于高能量密度、长循环寿命等优势,被广泛研究。但由于成本高、锂资源短缺等问题制约了其在规模储能上的应用。钠与锂属于同一主族的元素,具有很多相似的性质甚至在很多方面可以相互替代,并且钠在地球上的存储量丰富,具有比锂更高的氧化还原电位,在价格、环保和安全性等方面具有更大的优势。正极材料的性能是影响钠离子电池性能的重要因素之一,富钠型的普鲁士蓝及其类似物材料具有丰富的钠储量,并且这种材料具有广阔的三维框架通道可以供离子半径较大的钠离子进行嵌脱,是一种较为理想的钠离子电池正极材料。这种材料被Goodenough课题组首先报道之后便被深入而广泛地研究,并因为其合适的电压区间被尝试作为水溶液钠离子电池的正极材料。本论文首先合成了一种新型的含钛普鲁士蓝类似物TiHCF。在合成过程中,通过盐酸控制反应液的酸碱度,有效地防止了Ti³⁺的水解。合成的材料具有规则的微观形貌,空间结构由三价钛离子,亚铁离子和氰基形成基本骨架,可以为嵌脱钠离子提供宽阔的三维通道。在50 mA g^-1电流密度下,电化学性能表现为初始容量79.4 mAh g^-1,循环稳定后仍能保持67 mAh g^-1的容量。文章还选用镍和锰两种过渡金属元素合成了二元普鲁士蓝类似物材料,结合两者的优势获得了具有高比容量和循环性能良好的材料。经XRD验证,合成的镍-锰铁氰化物具有标准的面心立方结构,属于Fm3m空间群,与普鲁士蓝类似物材料结构相符。而且从扫描电镜图中可以得知,通过加入表面活性剂降低反应速度合成的s-NMPB材料结构规整、尺寸均匀,同时含水量也较低。初始容量表现为118.8 mAh g^-1,循环20周仍保持104.2 mAh g^-1的容量,50周以后容量为87.2 mAh g^-1（为初始容量的73%）。整体性能优于r-NMPB和d-NMPB材料。材料电极充放电曲线中存在相互对应的充放电平台,3.83V/3.49V对应着Mn^2+/3+氧化还原电对,3.58V/3.07V对应着Fe（CN）₆^4-/3-氧化还原电对。Ni²⁺是电化学惰性的离子,在充放电过程中不会发生电化学反应,因此不存在对应的充放电平台,但是可以作为材料骨架起到支撑结构的作用。为了获得循环稳定性更好的材料,文章在二元普鲁士蓝类似物材料的基础上进一步形成了以Mn为核,Ni为壳的核壳结构材料。这种结构有效地增大了颗粒的比表面积,而且获得了更稳定的循环性能和倍率性能。首周放电容量表现为119.4 mAh g^-1,循环100周后的容量保持率为83%。在电流密度为50,100,200,400和800 mA g^-1情况下,比容量分别保持在119,106,92,75和48 mAh g^-1。同时,对比分析不同比例的材料发现,摩尔比Ni:Mn=1:3材料的整体电化学性能较好。