作为一种在电化学储能领域具有重要应用的功能材料,五氧化二铌（Nb₂O₅）一方面具有良好的离子嵌入/脱出特点和表面电容性反应,另一方面具有亲硫性质和催化效应,可以捕获多硫化物（Li PSs）,同时作为催化剂,加速多硫化物的转化动力学行为,限制多硫化物的穿梭效应,提升锂硫电池性能。因此,近年来Nb₂O₅在锂/钠离子混合电容器和锂硫电池方面的应用引起了研究者的广泛研究。特别是,作为钠离子混合电容器的负极材料,正交型Nb₂O₅的（001）晶面的层间距较大,具有典型的赝电容性,有望同时实现高能量和高功率密度。然而,Nb₂O₅材料本身的导电性较差,严重阻碍了使其在钠离子混合电容器和锂硫电池中的潜在应用。本文针对Nb₂O₅导电性较差的缺点开展工作,通过与氮掺杂碳复合改善Nb₂O₅的导电性能,并探索复合材料在钠离子混合电容器和锂硫电池中的应用。主要研究成果如下:（1）以高温固相反应制备的二维g-C₃N₄为模版,通过五氯化铌水解反应和热退火的两步法制备了由氮掺杂碳与Nb₂O₅组成的复合材料（NC@Nb₂O₅）。复合材料在0.05 A g^-1的电流密度下具有266 m A h g^-1的可逆容量,且1 A g^-1的大电流下循环1000次的容量保持率为90.3%。电化学动力学研究表明复合材料具有显著的赝电容电荷储存特性。以NC@Nb₂O₅复合材料为负极,活性碳为正极,组装了钠离子混合电容器。电化学性能测试表明,制备的钠离子混合电容器在0.01-3V的电压窗口下的能量密度/功率密度为12 Wh Kg^-1/15302 W Kg^-1,循环1000圈后库仑效率保持在99%。研究结果表明制备的NC@Nb₂O₅复合材料在高性能钠离子混合电容器方面具有重要的应用潜力。（2）通过二维g-C₃N₄调节碳含量,制备了高碳含量的NC@Nb₂O₅复合材料。在此基础上,采用真空抽滤方法利用高碳含量NC@Nb₂O₅复合材料修饰商业聚丙烯隔膜,制备了含修饰层功能化锂硫电池隔膜。组装锂硫电池测试电化学性能表明,与普通隔膜相比,NC@Nb₂O₅复合材料修饰的功能化隔膜能显著提升锂硫电池的倍率性能。采用含NC@Nb₂O₅复合材料修饰的功能化隔膜的锂硫电池在3A g^-1时,比容量高达693 m A h g^-1。进一步研究表明,锂硫电池性能的提升源于NC@Nb₂O₅复合材料修饰层对多硫化锂的高效吸附和催化转化,提高了硫活性物质的利用率。初步研究结果表明,制备的NC@Nb₂O₅复合材料在锂硫电池隔膜修饰层方面具有重要的应用价值。