近年来,社会的发展对清洁和可再生能源的高需求极大地推动了先进储能系统的探索进程。而钠离子电池(SIBs)作为锂离子电池的潜在替代装置由于其低成本和高效率而引起了极大的关注并且正成为未来储能市场上的有力竞争者。最近的研究成果已经证明,金属硫化物(MS)具有优异的氧化还原可逆性和相对较高的理论容量且被认为是非常有前景的钠储存装置的电极材料候选物。但其在充放电产生的过硫化物以及体积膨胀问题都严重制约了它的实际应用。为了克服以上困难,本文设计合成了具有独特纳米结构的金属硫化物和碳的复合物。并通过扫描电子显微镜和X射线衍射等技术对其形貌和组分进行了探究。此外,我们还就碳材料的引入对其电化学性能的影响进行了深入的分析。硫化铁作为地壳中含量丰富矿物不仅具有高的理论容量且环境友好等特点。因此,其在电池负极材料方面的应用很有潜力。本实验中,我们通过简单的水热法成功制备了 500 nm大小的Fe7S8/C复合材料,且在该复合材料表面分散着许多200 nm大小的立方块,同时在颗粒表面包覆着10 nm厚的碳纳米层。其中薄层碳的引入不仅增加了 Fe7S8导电性,还缩短了离子电迁移路径。当其作为SIBs负极时,在100mA g-1的电流密度下循环100圈后电池的容量达到497 mAh g-1。通过对比于纯Fe7S8电极材料的性能,Fe7S8/C复合材料不管在循环寿命上还是在倍率性能上都有很大的提升。但相比文献我们的性能仍有不足。为了更进一步提升金属硫化物的电化学性能,我们基于水热及冷冻干燥技术,通过调控合成条件成功制备了三维(3D)碳结构内嵌硫化镍式复合材料(NiSx@PCM)。该材料是由3D的碳结构和内嵌的纳米硫化镍颗粒组成。3D碳材料的存在为复合材料提供了大的比表面积,且其中具有的介孔微孔有效的缓解了电极充放电引发的体积膨胀效应,有效的提升了电极的循环性能。当其作为SIBs负极时,NiSx@PCM在0.2A g-1的电流密度下表现出680 mAh g-1的高容量,在循环800圈后仍其可逆容量仍然保持在300 mAhg-1左右。另外,用作混合钠离子电容器(SIHC)也表现出高的质量能量密度和功率密度。