锂离子电池由于其高比能、长寿命等优点,被认为是目前为止最为重要的二次电池之一,广泛应用于储能、便携式电子设备以及电动汽车等。然而,不断攀升的锂的价格、以及有限的锂资源将成为制约锂离子电池大规模应用的重要因素。因此,探索基于其他碱金属如钾、钠的新型二次电池具有十分重要的意义,由于钾成本低廉且储量丰富,标准电极电位与锂相近（K⁺/K,-2.93 V;Li⁺/Li,-3.04 V）,钾离子电池被视为大规模储能系统未来的有力竞争者之一。然而,由于钾离子的半径远远大于锂离子等原因,目前钾离子电池尚存在储钾性能差、循环寿命短等问题,且主要问题存在于正极材料之中。因此,开发和研究具有优异性能的新型正极材料已成为钾离子电池领域的重要研究课题。普鲁士蓝类材料由于具备合适的钾离子通道而受到研究者的广泛关注,但是这类材料也存在容量低、循环稳定性差等问题。本文通过共沉淀法优化制备得到镍钴多元普鲁士蓝材料,并考察了三元普鲁士蓝材料电化学性能提升的原因。在此研究基础上,对铁基普鲁士蓝材料进行了梯度镍掺杂,探究了镍掺杂对循环性能和电压平台的影响。更进一步,我们通过溶剂热技术,制备了具有规整结构和形貌的普鲁士蓝材料,研究了材料的尺寸大小对于材料性能的影响。主要研究结果如下:（1）发现通过优化镍钴比例,制得了具有最优镍钴比的三元材料K_1.49Ni_0.36Co_0.64[Fe（CN）₆]_0.91（PBNC）,可以有效提升这类材料的容量和循环稳定性。该材料的容量可达85.7 mAh g^–1,循环50圈后容量仍有83.3 mAh g^–1,相比常规的K_1.49Ni[Fe（CN）₆]_0.91（PBN）和K_1.49Co[Fe（CN）₆]_0.91（PBC）材料分别提高了47%和325%。机理分析表明,框架结构中Ni作为电化学惰性的元素不参与材料的氧化还原反应,在半径较大的钾离子快速嵌入/脱出过程中能够有效地平衡框架结构的扰动与形变,从而有效提高三元PB材料的稳定性。（2）通过梯度Ni掺杂测试得到了5%Ni含量普鲁士蓝材料NiFePB-5的电化学性能最优,其初始放电比容量达到135 mAh g^-1,在150圈循环中每圈容量仅衰减0.0059%。Ni的掺入能够有效地激发C配位的Fe²⁺C₆/Fe³⁺C₆电对的氧化还原活性,将其对应的高电压平台放电容量由NiFePB-0的⁴0 mAh g^-1提高至NiFePB-5的53 mAh g^-1,显著地提高了由该材料所组成的电池的能量密度。（3）采用溶剂热技术合成了具有规整结构和形貌的普鲁士蓝材料,发现小颗粒的普鲁士蓝材料PB-S首圈放电比容量可高达124 mAh g^-1,对比大尺寸的普鲁士蓝材料PB-L的性能有了显著的提高。我们认为:小尺寸颗粒相比大尺寸颗粒缩短了离子在材料结构中的迁移路径、更有利于钾离子的快速扩散。