由于钠资源的丰富和廉价,钠离子电池与锂离子电池电化学机理相似,因此钠离子电池具有良好的发展前景。然而,由于Na+半径(1.02 A)大于Li+半径(0.59 A),且负极材料具有较高的电化学电位,因此在锂离子电池中大多数负极材料都不适用于钠离子电池。在众多负极材料中,过渡金属铁酸盐具有来源丰富、价格低廉、理论容量大等特点,引起了研究者的兴趣。此外,铁酸盐具有两种金属元素,在循环过程中可以互为缓冲基体,进而保持结构稳定性。本工作选择容量较高的铁酸铜(CuFe2O4)作为研究对象,并详细研究了其作为钠离子电池负极材料的电化学性能。(1)本工作尝试使用甘氨酸辅助喷雾干燥法制备钠离子电池CuFe2O4负极材料。研究结果表明,甘氨酸具有高效的络合与助燃作用。高效的络合作用利于优化材料的结晶度、形貌与颗粒尺寸。高效的助燃作用利于增大材料的比表面积,同时提高含碳量进而提升材料的快速储钠行为。相比于甘氨酸不参与反应制备的CuFe2O4(G/N-0,表示甘氨酸与硝酸盐摩尔比例为0时制备的CuFe2O4材料),甘氨酸参与反应制备的CuFe2O4(G/N-0.5,表示甘氨酸与硝酸盐摩尔比例为0.5时制备的CuFe2O4材料)具有最佳的电化学性能。在200 mA g-1的电流密度下,G/N-0只有685.3 mAh g-1的初始放电容量,而G/N-0.5显现出最高736.1 mAh g-1的初始放电容量,循环80次后仍有404.1 mAh g-1放电容量。而阻抗性能测试结果显示,G/N-0.5的电荷转移阻抗最小,并且相比于G/N-0其Na+扩散系数显著增大,具有更快的电子和离子传输速度。(2)在第一部分研究工作的基础上,本工作进一步研究甘氨酸-硝酸盐比例对CuFe2O4材料理化性质及储钠行为的影响。以甘氨酸作为络合剂和助燃剂,硝酸盐作为原料,控制甘氨酸-硝酸盐的比例,利用喷雾干燥法快速高效的合成不同形貌并且性能优良的CuFe2O4材料。详细研究了不同比例的甘氨酸-硝酸盐对CuFe2O4的形貌和电化学性能的影响。随着甘氨酸-硝酸盐比例的增加,材料的形貌发生巨大变化,随着甘氨酸含量增加,形貌从凹球变为多孔块状。进行电化学性能测试时,G/N-0.3的电化学性能最好,初始放电容量高达864.4 mAh g-1,50次循环后放电容量为483.7 mAh g-1。同时,G/N-0.3还具有良好的倍率性能,即使在2000 mA g-1大电流密度下也具有188.0 mAh g-1平均放电容量。G/N-0.3之所以有出色的电化学性能是因为结晶性好,杂质含量少,反应充分以及特殊多孔结构,这些特点有利于减轻由Na+嵌脱时引起的体积膨胀,从而延长了钠离子电池的循环寿命。