水系钠离子电池具有离子电导率高、安全不会自燃、原料价格低、组装条件要求低等优点。这种电池体系可以满足大规模储能的需求,受到研究人员越来越多的关注。NaTi₂（PO₄）₃是一种具有钠超离子导体结构（NASICON）的材料,其内部三维开放的框架结构有利于Na⁺的扩散。NaTi₂（PO₄）₃的充放电平台在-0.82 V（vs.Ag/AgCl）左右,具有132.8 mAh g^-1的理论比容量,可作为水系钠离子电池的负极材料。但其较低的电子电导率使其倍率性能较差。为了提高材料的电化学性能,本文采用高导电率材料修饰以及材料表面氮化处理等方法,对NaTi₂（PO₄）₃进行改性,并组装了不同体系的水系钠离子全电池。主要研究内容如下:（1）采用溶剂热法合成了纯相的NaTi₂（PO₄）₃材料,再将其置于氨气气氛中煅烧,成功合成了TiN包覆的NaTi₂（PO₄）₃。氮化过程不会改变NaTi₂（PO₄）₃材料的晶体结构,但是部分Ti⁴⁺可以被还原成Ti³⁺,在材料表面形成一层无定型TiN层。经过氮化处理后,材料的电子电导率显著提高。通过调节氮化时间,我们合成了具有最佳氮化效果的NaTi₂（PO₄）₃材料,并阐明了氮化过程对NaTi₂（PO₄）₃材料的影响。与纯相的NaTi₂（PO₄）₃材料相比,TiN修饰的NaTi₂（PO₄）₃材料倍率性能有了提高,2 C电流密度下比容量可以达131.9 mAh g^-1,循环100圈后依然有92 mAh g^-1。（2）采用溶剂热法合成了纯相的NaTi₂（PO₄）₃材料,再在其表面聚合了一层聚多巴胺,经高温煅烧合成了碳包覆的NaTi₂（PO₄）₃材料,解决了纯相材料电子导电率低的问题。我们又采用液相沉淀法合成了正极材料Na₂NiFe（CN）₆,并组装了NaTi₂（PO₄）₃-Na₂NiFe（CN）₆水系钠离子全电池。全电池的工作电压区间是0.2¹.6 V,首圈比容量为76 mAh g^-1。循环1000圈后依然有74mAh g^-1的比容量,表现出优异的循环稳定性。（3）合成了NaTi₂（PO₄）₃负极材料和MnO₂正极材料,分别研究了两种材料在Na₂SO₄、MgSO₄以及Na₂SO₄-MgSO₄混合水溶液中的电化学性能。结果表明,MnO₂在含有Mg²⁺的电解液中具有非常优异的电化学性能,比容量可达100 mAh g^-1左右。Na⁺和Mg²⁺可以同时可逆地从正极MnO₂材料中嵌入/脱出,而负极NaTi₂（PO₄）₃材料只能嵌入/脱出Na⁺。基于此,我们构建了水系钠镁混合离子电池体系,负极是碳包覆的NaTi₂（PO₄）₃材料,正极是MnO₂/CNTs复合材料,所使用的电解液是Na₂SO₄和MgSO₄混合水溶液。全电池的工作电压在1.4 V左右,容量可达97 mAh g^-1。