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固态钠离子电池的关键材料主要包括负极材料、固态电解质（SSEs）以及正极材料,但是固态电解质与电极材料之间往往存在着界面不兼容的问题,因而制约了固态钠离子电池的发展,只有当固态电解质与电极材料能够相互兼容时才能真正实现固态钠离子电池的正常运行。在固态钠离子电池中,对于负极材料而言,直接使用金属钠作为负极时,会与电解质之间发生严重的界面反应,这主要是因为金属钠的化学性质比较活泼且容易与电解质发生反应;使用转换反应类负极时,在钠离子嵌入/脱嵌的过程中,转换反应类电极会发生剧烈的体积膨胀造成电池容量的不可逆衰减;而具有层状结构的插层类材料在充放电循环过程中的体积变化很小,是实现固态钠离子电池商业化最有潜力的负极材料。对于固态电解质而言,需要其具有与液态电解液相当的离子电导率,并且与电极材料具有良好的相容性。固态电池能够正常工作的一个重要前提是固态电解质具有高的离子电导率,其中硫化物固态电解质是理想的研究对象。而对于正极材料,应该同时满足与负极、硫化物固态电解质（电压窗口比较窄）之间的电压兼容性,因此需要选择具有合适电压范围的正极材料。基于制备安全的固态钠离子电池的目的,本文分别探究了硫化物固态电解质与正、负极之间的适配性。本文首先选用具有高离子电导率的硫化物Na11Sn2PS12（NSPS）作为固态电解质,通过探究不同的烧结温度得到了最佳的合成条件,并探究了 NSPS与Na的兼容性,最终将Na负载在铜网上（Na-Cu）提升了 Na与NSPS的兼容性。进而制备了 NASCON-型的 Na3MnTi（PO4）3@C（NMTP@C）正极材料,探究了 NSPS与NMTP@C之间的适配性,结果发现二者在热力学上是兼容的,组装的固态电池Na-Cu‖NSPS‖NMTP@C获得了较好的电化学性能。为了解决负极与电解质之间的兼容性,选用二维插层材料MoS2@RGO取代Na-Cu作为固态电池的负极。首先探究了 MoS2@RGO在液态钠离子电池中的应用,进而与电解质NSPS组装成了固态电池,发现MoS2@RGO与NSPS在电化学上是兼容的。另外,基于MoS2在保持结构完整性时的低容量问题和金属钠与电解质之间界面兼容性的缺陷,本文通过理论模拟计算设计了一种层状MXene相材料,结果表明层状MXene相材料可以大量的储存钠并保持了层状结构的稳定性,展望其可能成为新型固态电池的负极材料。具体的研究内容如下:（1）本文采用硫化物固态电解质NSPS替代了液态电解液和隔膜,通过固相烧结的方法制备了固态电解质NSPS。当烧结温度为500℃,保温8h时,得到的固态电解质NSPS在室温下的离子电导率最高,为1.19mS cm-1。但实验与计算结果发现该电解质的电压窗口很窄（2.28～2.65 V）,并且对金属钠极其不稳定。针对其对金属钠不稳定的问题,本文采用金属钠负载在铜网上的方法有效地减少了大量的副反应。通过对称电池Na‖NSPS‖Na和Na-Cu‖NSPS‖Na-Cu在不同电流密度下的充放电测试发现,对称电池Na-Cu‖NSPS‖Na-Cu的短路电流（大于1 mA cm-2）较对称电池Na‖N‖NSPS‖Na（0.2 mA cm-2）有很大的提升。因此,铜网的引入为今后含钠金属负极的固态电池的组装提供了策略。（2）针对固态电解质NSPS的电压窗口比较窄,目前尚未找到与之匹配正极的问题,本文通过溶胶-凝胶法,在氩气环境中650℃烧结4h,制备了 NASCON-型的正极材料NMTP@C。理论计算发现NMTP不仅具有3.98 V的高压平台（用于提供高容量）,并且还有2.4V的低压平台（与NSPS的氧化电压兼容）。通过GITT测试发现NMTP具有超快的离子传输能力。最后以NMTP@C作为正极,NSPS作为固态电解质,Na-Cu作为负极,组装成了固态电池Na-Cu‖NSPS‖NMTP@C。该电池具有良好的倍率与循环性能,0.05 C时的容量为128.7mAh g-1,0.1 C时循环160周之后的容量保持率为82%。结果表明,NSPS与NMTP@C在热力学和电化学方面都是兼容的,但是NSPS与Na-Cu之间存在微弱的副反应。（3）鉴于金属钠负极与NSPS的兼容性较差的问题,本文考虑使用二维插层材料MoS2取代Na-Cu。由于固态电池中界面问题的复杂性,首先探究了 MoS2在液态钠离子电池中的电化学性质。通过改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,然后加入硫源和钼源,采用一步水热法合成了 MoS2@RGO复合材料。MoS2@RGO电极具有良好的倍率性能（在电流密度为0.1和20Ag-1时,容量分别为513.8 mAh g-1和171.5 mAh g-1）。此外,采用理论计算研究了 MoS2的嵌钠/脱钠的反应机理,通过理论计算指导实验（放电截止电压可控制在0.4 V以上）,实现了超过1000周的长循环稳定性。进一步探究了 MoS2@RGO在固态电池Na-Cu‖NSPS‖MoS2@RGO中的应用可行性,通过控制0.4～3 V的电压窗口,保证MoS2层状结构的稳定性,同时可以缓冲NSPS在低电压下的分解。最后,进一步组装成了固态钠离子全电池MoS2@RGO‖NSPS‖NMTP@C,表现出良好的循环性能（0.1 C循环100周之后的容量保持率为83%）,说明MoS2@RGO与NSPS之间具有良好的兼容性。（4）针对上文中金属钠与NSPS的兼容性问题以及MoS2在0.4V以下结构不稳定的问题,本文采用基于密度泛函理论（DFT）的材料基因组方法,在Ti4C204 MXene相标准层中插入Na+设计了新型的负极材料。所设计的一系列NaxTi4C2O4（0≤x≤12）化合物经过大量的Na+插层后均较好地保持了 Ti4C2O4的层状结构的完整性。Na12Ti4C2O4的总容量为579 mAhg-1,其电化学电压窗口与钠的含量有关。在NaxTi4C2O4中,当1≤x≤2时,电压由2.96 V降至2.40 V,随着钠含量的增加,电压逐渐降低,当x=12时（Na12Ti4C204）电压降至0.05V。体系中计算出来的最低工作电压为0.05 V（略高于Na/Na+的电压）,避免了在低电压充放电带来的结构不稳定问题。另外,以O为饱和边界的Ti4C2O4层具有疏水和疏氧性,Ti4C2O4中插入的Na在空气中具有很好的稳定性。NaxTi4C2O4不仅具备钠金属的性质,而且作为层状材料还具有稳定的结构,因此可以预测NaxTi4C204与电解质NSPS将会有良好的适配性,为安全的固态钠离子电池负极材料的设计提供了可靠的理论依据。