随着科学技术的发展,锂离子电池因其较高的能量密度、功率密度、长循环寿命及无记忆效应等优点,已被广泛用于人们的日常生活如手机、电脑、数码相机等便携式电子产品以及电动车等电动交通工具。然而,由于目前锂、钴等资源短缺且分布不均,导致电池成本高昂且存在一定的环境污染问题。所以,开发高性能、低成本且环境友好的新型储能器件至关重要。与锂金属相比,钠金属具有储量丰富、价格低廉等特点,而且钠与锂的物理和化学性质相似,从而使基于钠离子的储能器件在未来大规模商业应用中具有很大的前景。然而,由于钠金属的离子半径比锂大,约是锂的1.4倍,使钠离子在插层/脱嵌传统负极材料的过程中造成电极材料发生明显的体积膨胀变化,导致传统负极材料的容量和循环性能有限。因此,为了开发一种新型高效低成本的钠基双离子电池,对负极材料的研发成为目前的关键。另外,传统双离子电池常常采用石墨作为正极,由于阴离子半径较大,使得插层石墨的容量受到限制,因此,为了提高钠基双离子电池的容量,对双离子电池正极的研发也是目前的关键。本文通过自模板法制备了钠基双离子电池的电极材料,研究了其电化学性能。首先,为了改善传统的负极材料随着钠离子的插入/脱出造成的体积膨胀而影响电池容量和循环性能这一问题,文中开发了一种新型的以二硒化钨与碳复合的微米球负极材料,系统研究了其储钠机制。研究表明,这种新型材料能够使电池实现稳定循环。在该复合结构中,二硒化钨由于具有较大的层间距,有利于钠离子的插层/脱出;而导电碳结构能够提高材料的导电性,有效地缩短了钠离子的扩散路径,并有助于维持材料的结构稳定性。在1500 m A g^-1下,具有247.3 m Ah g^-1超高放电比容量,且在500 m A g^-1下循环2500次后,拥有70%的容量保持。另外,基于该复合结构作为负极、膨胀石墨作为正极构建了一种新型钠基双离子电池。该电池在200 m A g^-1下循环500圈时,比容量达到64.2 m Ah g^-1,容量保持率高达到92%。其次,针对传统的石墨正极材料,由于阴离子半径较大,导致插层石墨的容量受限,此外阴离子通常插嵌在石墨颗粒边缘,导致电池的充放电倍率性能不足等缺点。文中利用自模板法设计并开发了一种新型的3D多孔微晶碳正极材料,将其用于钠基双离子电池中。研究表明,这种3D多孔微晶碳能够有效提高钠基双离子电池的可逆容量,进一步提高电池的性能。这种微晶结构碳材料实现了对于阴离子的插层与吸附双重作用,从而使容量进行提升。以该3D多孔微晶碳作为正极材料,金属锡箔作负极材料所组装的钠基双离子电池,在0.3 A g^-1的电流密度下进行测试时,拥有着高达168.0 m Ah g^-1的放电比容量,同时在1 A g^-1的电流密度下循环2000圈,容量保持率为70%。