近年来，由于大规模储能对低成本、长寿命二次电池的迫切需求，资源丰富的钠离子电池受到越来越多关注。然而，由于Na+离子半径较大，使得发展合适的储钠材料具有一定的难度。因此，开发低成本、高性能的储钠材料具有重要的意义。过渡金属基化合物理论比容量高、成本低廉且环境友好，是一类极具应用前景的储钠材料。然而现阶段，过渡金属化合物循环性能较差，限制了其实际应用。本论文旨在探索和发展高性能过渡金属氧化物和硫化物负极材料，通过优化合成方法、电解液以及材料修饰等技术手段，改善过渡金属基化合物的储钠性能，以期获得高容量、长循环的储钠负极。本论文的主要研究内容如下：　　（1）采用溶剂热法合成了原位碳包覆的TiO2（TiO2@C）和NiO（NiO@C）材料并研究了其储钠性能。其中，乙二醇同时作为溶剂以及碳源，通过热解形成均匀包覆的碳层不仅有效提高了材料导电率，同时抑制了TiO2、NiO纳米颗粒团聚，缓解了材料在充放电过程中的体积膨胀。TiO2@C电极在0.05A g-1电流密度下具有317mAh g-1的可逆容量和优异的循环性能以及倍率性能。在0.4A g-1电流密度下循环500圈后，容量保持率达到85.2%；NiO@C电极在0.2A g-1电流密度下具有431.8mAh g-1的可逆容量且经过200圈循环后容量保持率为68.7%，与纯NiO相比具有较好的循环稳定性。　　（2）采用水热法和高能球磨法分别合成了硫掺杂石墨烯复合NiSx（NiSx-rGOS）和氮、硫共掺杂炭黑复合NiSx（NiSx-NSC）两种复合材料,大幅度提高了NiSx材料的储钠性能。结果表明，NiSx-rGOS电极在0.2A g-1电流密度可逆容量高达516mAh g-1，循环100圈后容量保持为96.8%。另外，在4A g-1大电流密度下，仍可放出414mAh g-1的比容量。NiSx-NSC电极在0.2A g-1电流密度下具有高达72%的首周库伦效率且可逆容量达到338.4mAh g-1；在2A g-1大电流密度下，仍然具有201mAh g-1的可逆容量；在1A g-1的电流密度下循环300圈后，容量保持率高达99.5%。非现场XRD、TEM和XPS测试揭示了两类材料的转换反应机理。掺杂碳材料的高电导率提高了复合材料电子导电率，同时有效缓解了活性物质充放电过程中体积膨胀所带来的应力，提高了硫化镍材料的循环性能和倍率性能。　　（3）探索了不同电解液溶质以及溶剂对硫化物储钠性能的影响，采用固相法制备了高容量且循环性能优异的碳包覆FeS2纳米球（FeS2@C）。结果表明：在NaPF6的醚类电解液（DME）中，FeS2@C表现出了最优异的循环性能。该电极在0.2A g-1电流密度下具有高达1102mAh g-1的可逆容量；以5A g-1大电流密度循环1000圈后，仍具有551.3mAh g-1的可逆容量，容量保持率达到83.2%；甚至在40A g-1大电流密度下，仍然具有459mAh g-1的可逆容量。醚类电解液与硫化物的高度兼容性保证了FeS2@C的稳定循环，低电位下NaPF6的稳定性使FeS2获得了最高的容量利用率，均匀碳包覆的FeS2纳米结构为转换反应提供了大量的纳米反应微区，降低了转换反应能垒，实现了转换反应的高度可逆性。　　（4）首次研究了TiS2作为转换反应电极材料的储钠行为以及机理。研究结果表明：在NaPF6/DME的电解液中，TiS2在0.2A g-1电流密度下具有1040mAh g-1的可逆容量；在20A g-1电流密度下循环9000圈而没有衰减；在40A g-1的超大电流密度下，仍然具有621.1mAh g-1的可逆容量且可以稳定循环超过4000圈。非原位XRD、TEM和XPS揭示TiS2材料的储钠机理：首先，TiS2发生多步嵌入反应生成NaTiS2，接着发生转换反应生成Ti0.77S和Na2S。随着充放电循环的进行，电极材料颗粒逐渐细化，TiS2还原程度加深，生成金属Ti和Na2S。低价态钛基还原产物（NaxTiS2，Ti0.77S，Ti等）导电性较高，可以大幅度提高电极材料的导电性，保证了材料优异的倍率性能以及循环稳定性。　　（5）为了进一步降低钠离子电池成本，提高电池整体能量密度，通过在铜箔上涂覆粉末S与金属混合物，原位合成高性能CuS与金属的复合材料。研究结果表明：原位合成的独特“三明治”结构大幅度提高了该材料的导电率，实现了较高的容量利用率以及倍率性能；硫化物在NaPF6/DME电解液中的稳定性以及CuS对于中间产物多硫离子的吸附作用保证了该材料的稳定循环。该电极材料在1A g-1电流密度下具有544.4mAh g-1的可逆容量；以60A g-1超大电流密度充放电时，容量仍能保持在407.3mAh g-1；在5A g-1电流密度下充放电循环3600圈后，容量保持率高达99%。非原位XRD揭示了该材料充放电过程中是由嵌入反应与转换反应构成。