随着全球人口增长,社会整体生活水平的提高,移动互联时代的到来,我们能源消耗量不断增加,对于二次电池的需求量也越来越大。Tesla纯电动汽车的推出引爆了电动汽车产业,电动汽车产业成了各大厂商竞相驰骋的一片绿地。同时,越来越恶劣的环境也催促我们尽快调整我们的能源结构。因其高电压、高能量密度以及好的循环稳定性等特点,锂离子电池被视为是电动汽车的动力电源。然而,锂资源在地壳中的丰度很低,这成为锂离子电池应用的一个瓶颈。钠资源丰富,而且钠的化学性质和锂相似。钠离子电池的研究获得广泛关注,开发性能优异的钠离子电池正负极材料极为关键。本论文旨在探索和研究性能优异的储钠负极材料。锑(Sb)被认为是极有潜力的钠离子负极材料,其理论比容量较高(660m Ah g-1)。然而,锑在脱嵌钠过程中有较大的体积效应,完全嵌钠后体积是没有嵌钠时的390%。在反复脱嵌钠过程中,Sb颗粒会逐渐粉化,储钠容量逐渐损失。通过将锑颗粒纳米化及对其进行碳包覆可有效克服这一缺点。本论文采用水溶性的高分子——壳聚糖——作为碳源,简便地合成了碳包覆的纳米锑复合材料。得益于高分子链段上较多的有机基团(-OH、-C=O、-N-H等),壳聚糖有极强的吸附重金属离子的能力,在合成过程中能吸附在形成的锑氧化物颗粒表面,控制颗粒大小,从而为得到碳包覆的纳米锑复合材料创造了良好的条件。合成得到的碳包覆纳米锑(Sb/C)材料表现出较高的容量,极好的循环性能和倍率性能。在500mA g-1的电流下充放电,可逆比容量为402m Ah g-1;在相同电流充放电下,100圈循环后容量保持率为94%。即使在32A g-1的大电流充放电下,其可逆容量还有138m Ah g-1,表明其极好的倍率性能。有研究发现虽然红磷有极高的储钠容量,但是红磷的电导率极低且体积效应巨大,因此难以直接将其用作钠离子电池负极。然而磷在底壳中的储量丰富,且过渡金属磷化物物质丰富,如果能找到合适的磷化物作为钠离子电池负极而不是直接使用磷,一种低成本的钠离子电池负极有可能被应用。通过文献调研以及实验探究,本论文成功合成碳包覆的纳米二磷化铜材料,并首次将其作为钠离子电池负极材料。合成的碳包覆纳米二磷化铜(CuP2/C)材料拥有极好的储钠性能。在150mA g-1电流充放电循环下,10圈循环后,可逆储钠容量稳定在600.2mAh g-1,是一种极有潜力的低成本钠离子电池负极。