伴随着传统化石能源加速消耗,引发的环境和资源问题日趋严重,清洁生产和可持续发展成为社会经济发展的主要方向。可移动电源中具有标志性的锂电池在新型的储能材料或器件里已经得到普遍应用。相对于锂离子而言,水溶液钠离子以其资源丰富、安全稳定和成本低等特点近来备受人们的青睐。橄榄石型NaTi₂（PO₄）₃是典型NASICON构架,其隧道的尺寸保障了钠离子自由的迁移,在循环伏安测试中表现出一对极度可逆的氧化还原峰,反应的是钠离子的可逆嵌脱反应。因此,NaTi₂（PO₄）₃负极成为水溶液钠储负极的研究热门。本论文以NaTi₂（PO₄）₃为研究对象,探究其水热法合成工艺条件,并且进一步探讨了改性及热处理方式对其电化学性能和结构的影响,通过上述研究得出以下结论。首先选择溶剂热法制备的负极NaTi₂（PO₄）₃,XRD结果表明水热反应24h,前驱体干燥后,在650℃高温煅烧2h获得的样品无杂质且结晶度高。与文献报道相比,晶型和形貌良好,团聚程度轻,颗粒分散均匀。在1 mol/L硫酸钠溶液中2 C倍率初度的嵌钠比容量有60 mAh/g,循化充电30周后比容量还保持有40mAh/g,NaTi₂（PO₄）₃的容量衰减有所改善。其次以抗坏血酸为碳源,采用优化的溶剂热法合成NaTi₂（PO₄）₃/C材料。按照前驱体热重分析,对NaTi₂（PO₄）₃/C复合材料热处理过程进行分析研究,优化最佳碳含量。结果显示:NaTi₂（PO₄）₃/C在400℃预烧3h,升温速率是2℃/min,然后650℃高温下煅烧2h,升温速率是2℃/min,碳含量约为4%左右所得到的NaTi₂（PO₄）₃/C材料的形貌和比结构较纯相优异,电化学性能良好。在1mol/L硫酸钠的水溶液中2 C倍率初度嵌钠比容量有150 mAh/g,充电30周后比容量还保持在118 mAh/g,5 C初次的放电比容量有108 mAh/g,充电50周后放电容量还保持在91.8 mAh/g。高倍率20 C下首周的放电比容量有60 mAh/g左右,充电300周后放电容量保持有38 mAh/g。最后以尿素为碳源,对NaTi₂（PO₄）₃进行碳氮共包覆,选择上述的溶剂热法制备C&N-NaTi₂（PO₄）₃复合材料。基于前驱体热重分析,探究复合材料的热处理方式,优化最佳碳、氮含量。结果显示:材料在400℃下预烧3h,升温速率是2℃/min,然后650℃高温下煅烧2h,升温速率是2℃/min,碳氮总含量约为4.3%左右所得到的样品形貌和结构最好,电化学性能最佳。在1M硫酸钠水溶液中2 C倍率初次的放电比容量有141 mAh/g,30周充放电后比容量还维持有127.1mAh/g,5 C首次的容量有113 mAh/g,充放电50周后电容量还维持在97 mAh/g,在20 C高倍率下初度的比容量有78 mAh/g,100周后容量维持在75.3 mAh/g。