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随着3C电池、动力电池及储能电网等领域的不断扩大,锂离子电池的需求量剧增,难以满足日益发展的需求。钠与锂同属第一主族,具有很多相似的物理化学性质,电极电势接近,且储量丰富、价格低廉。因此,钠离子电池是最可能成为锂离子电池的替代品之一。其中,拥有高工作电位和高理论容量的Na2MnPO4F正极材料成为研究热点,但较低的电子和离子电导率影响了其电化学性能。因此,本研究通过喷雾干燥法和静电纺丝法制备出具有导电碳包覆,且形貌良好,粒径较小的Na2MnPO4F/C材料。此外,采用NASICON结构的Na3V2(PO4)2F3作为第二相进行复合,以提高其电化学性能。采用喷雾干燥法制备了空心球状结构的Na2MnPO4F/C,与致密或不规则颗粒相比,空心球可以增加电解质与电极之间的反应面积;此外,微米尺寸空心球壳是由多个具有碳包覆纳米尺寸的Na2MnPO4F一次颗粒相互连接组成,形成良好的导电碳网络,有效提高了材料的电化学性能。电化学结果表明:具有碳包覆空心球结构的样品表现出良好的性能,650℃下合成的样品,在0.05 C倍率下的首次放电比容量达到102.4mAh·g-1,30次充放电后的容量保持率为72.4%;另外,较其它样品的电荷转移电阻(Rct)更低,交换电流密度(i0)更高。此外,能明显观察到Na2MnPO4F在室温下充放电时的电压平台(～3.6 V)。采用静电纺丝法制备了 Na2MnPO4F/C纳米纤维材料,以导电碳作为直径约100 nm的纤维基质,将粒径为10～30 nm的Na2MnPO4F颗粒嵌入其中,形成碳纳米纤维交织而成的三维混合导电网络结构,充分发挥纳米材料的动力学优势。研究发现,只有经过250℃,空气氛围预烧2 h,且不高于650℃,氩气氛围高温焙烧的样品才能保持良好的纳米纤维结构。分析TG和FI-IR测试数据得到,作为纳米纤维基质的原料PVP需要经过预氧化过程,发生环构化反应,才能形成具有耐高温的稳定结构。电化学测试表明:只有保持良好纳米纤维结构的样品才能表现出更加优异的性能,0.05 C下首次放电比容量(122.4mAh·g-1)非常接近理论值(124.7mAh·g-1);在～3.6V展现出明显的充放电平台;0.05 C,50次循环后的放电比容量保持率为66.2%。此外,循环伏安测试表明,电极材料中Na+的扩散系数约为10-13～10-14数量级,较文献报道的高出约3个数量级。除了针对Na2MnPO4F材料本身的改性之外,利用溶胶凝胶法引入NASICON结构的第二相Na3V2(PO4)2F3进行复合,能够产生晶格缺陷和提供更多的钠离子传输活性位点,从而提高Na2MnPO4F的电子和离子电导率。具体研究了 Mn掺杂Na3V2(PO4)2F3和不同复合比例对材料的影响。数据显示,Mn掺杂及复合Na3V2(PO4)2F3能减少颗粒粒径、改善形貌和提高电化学性能。其中,掺杂量为y=0.05的 Na3(V1-2y/3Mny)2(PO4)2F3 及复合比例为 1:1 的 Na2MnPO4F·Na3V2(PO4)2F3/C 孔径最小,孔数最多,孔壁最薄,颗粒也更加细小。当掺杂量为y=0.05时,在0.1 C和0.2 C倍率下的放电比容量分别为116.7和113.9mAh·g-1,且较其它样品具有更加明显的工作平台;当复合比例为1:1时,0.05 C倍率下的首次放电比容量为126.6 mAh·g-1,接近理论比容量126.7 mAh·g-1,1 C倍率下的首次放电比容量也达到76.9 mAh·g-1。另外,样品从0.05 C上升到0.2 C,放电比容量仅衰减5%,且每个倍率下的容量保持率均在98%左右,展现了良好的倍率性能和循环性能。交流阻抗测试表明,在掺杂Mn之后,其交换电流密度i0逐渐增加;随着Na3V2(PO4)2F3复合比例的上升,材料的电荷转移阻抗Rct逐渐减小。