钠离子电池是一种新型的能源转化和储存装置,其优势主要有高能量密度、循环寿命长久以及成本低等,因此是一种具有广阔应用前景的电池体系。近年来,钠离子电池受到了科研人员越来越多的关注,但是,由于缺少制造简便、坚固耐用、并且价格便宜的正极材料,使得钠离子电池的发展陷入了瓶颈,因此寻找合适的钠离子电池正极材料,已成为其发展的关键。本文选取了两种电极材料,包括碘（I）材料和碲（Te）材料,对其在钠离子电池体系中所展现出的电化学性能进行探究,并采用原位透射电子显微镜技术,从微观层面为其所展现出的电化学性能提供理论支撑,为提升电极材料电化学性能或寻找更合适的钠离子电池正极材料提供指导思路和理论依据。首先制备纯I电极材料和I@C复合电极材料,并以其作为正极材料在手套箱中组装成钠离子扣式半电池,测试可知I@C复合电极材料的电化学性能要远高于纯I电极材料,主要的原因是纯碘材料在导电性方面比较差,对材料进行复合后能够有效地提升其导电性,同时碳材料还能够嵌入到碘的不规则多孔结构中抑制碘的流失。I@C复合电极材料在首圈的放电过程中表现出383 m Ahg-1的比容量,第二圈放电的比容量仍然能够达到88.5 m Ahg-1,同时具有不错的循环稳定性,在超过150圈的充放电循环后,其容量仍然能够保持在80 m Ahg-1。以I@C纳米复合材料作为正极材料,在透射电镜中组建微观钠离子电池体系,利用外加电压的方法观测I@C纳米电极材料在电化学嵌钠和脱钠的过程,纳米线在嵌钠过程中出现了体积膨胀,由于CNT的限制,其形貌和结构变化不大,在放电过程中电极材料中的KI3转化为了Na I,而在充电过程中电极材料中Na I逐渐消失产生KI3,并且体积可恢复到初始状态,在充放电循环中反应完全可逆,解释了宏观电池中电极材料展现出很好的循环稳定性的原因。制备纯Te纳米线电极材料、纳米线Te@C复合电极材料和商业Te@C复合电极材料,并以其作为正极材料在手套箱中组装成钠离子扣式半电池,测试可知纳米线Te@C复合电极材料的电化学性能要远高于纯材料电极,由此可判断良好的材料微观形貌能够提升其电化学性能。Te@C复合电极材料在首圈的放电过程中表现出946 m Ahg-1的比容量,第二圈放电的比容量下降到93.9 m Ahg-1,衰退为90%,在经过100圈的充放电循环后,其容量下降至13 m Ahg-1。这表明材料的循环稳定性较差。以Te纳米材料作为正极材料,在透射电镜中组建微观钠离子电池体系,利用外加电压的方法观测Te纳米电极材料在电化学嵌钠和脱钠的过程,纳米线在嵌钠过程中体积发生了很大的膨胀,并观测到其在首圈放电过程中会发生两步的嵌钠反应,在此过程中Te首先嵌钠产生了Na Te,然后二次嵌钠反应生成了Na2Te,而在充电过程中电极材料中Na2Te逐渐消失产生Na Te,体积不可恢复到初始状态,且产物无法恢复到Te单晶,在首圈充放电循环中部分反应不可逆,这解释了宏观电池体系中电极材料在首圈放电过程中展现出良好的比容量但从第二圈开始迅速衰退以及材料循环稳定性差的原因。