能源的需求随着人口的日益增长不断增加,但是过渡开采化石能源导致了高的CO₂排放量,同时也带来了温室效应和沙漠化等一系列严重的环境问题。所以能源的可持续发展成为当务之急,新能源的研究尤其是二次离子电池作为存储电能的载体被广泛研究。目前钠离子电池由于其低成本,高的钠资源利用率等优势使得钠离子电池和锂离子电池一样引起了人们的极大关注。为了实现钠离子电池实际应用于大规模电能存储,高速率,长寿命的电极材料已经被广泛研究。然而,钠离子电池目前还是存在由于离子扩散过程伴随电极材料体积膨胀导致低速率,低循环性能以及正负极材料不同而给组装全电池带来复杂的工艺技术和高成本,安全隐患等问题。所以要解决这些问题需要开发一种既可以做正极又可以做负极的双功能电极材料。本文中我们采用固相合成法制备了O3相的Na_0.9Ni_0.45Ti_0.55O₂和P2相的Na_0.68Ni_0.34Ti_0.66O₂两种层状过渡金属氧化物作为钠离子电池新型双功能电极材料。本文中使用X-射线粉末衍射、拉曼光谱、场发射扫描电子显微镜、X射线光电子能谱分析和电感耦合等离子体质谱仪对合成的样品进行物理性能表征来分析样品结构、表面组分和含量等信息。Na_0.9Ni_0.45Ti_0.55O₂和Na_0.68Ni_0.34Ti_0.66O₂作为钠离子电池双功能材料的电化学性能的研究借助蓝电电池测试系统和电化学工作站上进行表征,这两种过渡金属氧化物之所以能够实现双功能是因为同一种材料中有两种不同的氧化还原活性物质,即在高压时有Ni⁺⁴/Ni⁺²氧化还原电对,在低压时有Ti⁴⁺/Ti³⁺氧化还原电对。Na_0.9Ni_0.45Ti_0.55O₂作为钠离子电池正极材料其首周可逆比容量在0.05 C倍率下可达110 mAh g^-1,100周循环后其电池比容量保持率为54%。作为钠离子电池负极材料的可逆比容量45 mAh g^-1,容量保持率为55%。Na_0.68Ni_0.34Ti_0.66O₂作为钠离子电池正极材料其首周可逆比容量可达57 mAh g^-1,100周循环后其电池比容量保持率为52%。负极的电池容量要比正极差一些。另外这也是Na_0.9Ni_0.45Ti_0.55O₂和Na_0.68Ni_0.34Ti_0.66O₂第一次作为钠离子电池的双功能材料被研究。