能源问题是人类社会发展的永恒问题。绿色、便携、高效能源的紧缺是阻碍当今社会科学技术发展的重大问题。近年来,各种新型能源迅速发展,其中锂离子电池（LIBs）因其比容量高、倍率性能好、循环稳定性强等优点,广泛应用于各领域。但锂的资源稀缺、分布不均、成本较高,制约了锂离子电池在大规模储能设备中的应用,而与锂离子电池工作原理相似的钠离子电池（SIBs）,由于钠的资源丰富、分布广泛、价格低廉等优点而受到各研究课题组的关注。钠离子电池正极作为储钠电极等原因,性能好坏直接决定了钠离子电池的性能优劣。而正极材料目前最大的问题在于倍率性能与循环稳定性较差。因此,提高倍率性能与循环稳定性成为研究钠离子电池的关键。本文通过包覆协同掺杂的策略和对阴离子调控的方法,对O3相钠离子电池正极材料进行研究并解释调控机理,研究内容如下:（1）在第一项工作中,研究一种协同改性的方法,通过结合TiO₂包覆和Ti⁴⁺掺杂,同时提高O3相NaMn_1/3Fe_1/3Ni_1/3O₂（MFN）正极材料的倍率性能和循环稳定性,并解释反应机理。首先,TiO₂包覆层抑制表面的副反应,保持结构的完整性和稳定性。其次,TiO₂包覆层引入Ti⁴⁺掺杂,增长Na-O键长,增大d间距,提高Na⁺的扩散系数,改善倍率性能。第三,Ti⁴⁺掺杂到过渡金属中时,由于Ti-O键能较大,TM-O键收缩。O-O也因Ti⁴⁺掺杂而缩短,TMO2层收缩,这有利于结构的稳定性和循环性能。最后,Ti⁴⁺掺杂降低Mn³⁺/Mn⁴⁺的比例,降低Jahn-Teller效应,这增加了层状结构的稳定性。研究TiO₂包覆的多种作用,对探索其他钠、锂离子电池正极材料具有同样的指导意义。（2）在第二项工作中,首次揭示O3相（满Na）NaMn_1/3Fe_1/3Ni_1/3O₂（MFN）正极材料的阴离子氧化还原机理,并提出一种结合ZrO₂包覆和Zr⁴⁺掺杂的综合策略来调控阴离子的氧化还原的活性、可逆性和稳定性。在研究过程中,发现阴离子的电荷补偿电位主要在4.0～4.3 V之间,并且在4.6 V的高电位下,阴离子不会以氧气的形式释放出来。在提出的改性策略中,主要有三个优点:1)阴离子具有更高的活性,参与反应的电位较低,在同一电位下有更多的阴离子参与反应,使材料在4.3～1.5 V的电压范围内具有更大的容量。2)阴离子反应具有较好的可逆性,软X射线分析可以证明。3)通过调整晶格结构,阴离子反应具有较高的稳定性,使材料容量衰减缓慢,循环性能更好。综上所述,本研究不仅揭示了O3相（满Na）钠离子电池层状氧化物正极中阴离子的氧化还原现象,而且为调节氧的氧化还原活性、可逆性和稳定性提供了一些见解。