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环境恶化与能源资源衰竭问题催生了新能源行业的发展,而新能源的高效合理使用需要与储能技术相互匹配。钠离子电池在近年来受到了研究者们的重点关注,原因在于其具有丰富的资源,且钠与锂属同一主族的特点使钠离子电池的研究可以借鉴在锂离子电池研发上的经验。与此同时,钠离子电池也需要针对其更大的钠离子半径和相对较高的标准氧化还原电位形成一套完整且专属的电化学研究理论体系。在众多钠离子电池正极材料研究对象中,聚阴离子型化合物具有开放稳定的晶体框架以及相对较高的工作电压。特别的,具有NASICON（钠超离子导体）三维结构的氟磷酸钒钠Na3V2（PO4）2F3（NVPF）可以表现出～3.95 V的平均工作电压,在离子扩散动力学性能及热力学稳定性方面都独具优势,是具有前景的钠离子电池正极材料。但NVPF具有本征电子电导率较低的主要缺点,需要进一步优化改进,使其满足目前对高性能钠离子电池电极材料的需求。基于以上原因,本论文选取氟磷酸钒钠（NVPF）作为研究目标,为了改善材料的电子导电率和储钠性能提出两个改性手段,获得以下研究成果:首先,通过Al元素对NVPF材料中V空间位点掺杂,提供非电化学活性位点以稳定晶体框架,减少材料因反复钠离子脱嵌而变形失活的情况,并通过影响Na+在晶格中的扩散速率降低充放电过程中的极化现象,从而提高Al掺杂NVPF（NVPF-Al）的反应动力学性能。NVPF-Al的充放电曲线中～3.4 V的平台变得更明显,其Na+扩散系数相比于没有掺杂的纯相NVPF提高一个数量级(2.03×10-13 cm2 s-1),在1 C倍率下循环110圈后容量保持96.5%(～90.0 m A h g-1),在高倍率20 C的条件下同样表现出相对最高的比容量84.2 m A h g-1,相比未掺杂的NVPF容量表现提高212%,展示出优异的循环和倍率稳定性,说明Al元素掺杂对提高材料的动力学性能有积极意义。其次,采取微观形貌控制工艺和碳包覆技术,在合成过程中通过控制表面活性剂的种类和添加量制备出原位氮掺杂碳包覆的纳米方块状氟磷酸钒钠（NVPF-NC）。一方面,纳米颗粒堆积形成的分级空间结构缩短Na+在材料本体中的迁移路径、优化了电解液在材料本体中的渗透率。另一方面,碳包覆层形成三维导电网络改善了复合材料的电子传导能力,提高电荷转移效率并降低界面反应的极化。综合以上的优势,NVPF-NC表现出优异的首次放电比容量(0.5 C下表现出120.3 m A h g-1),在30 C的高倍率下仍然可以表现出具有优势的107.7 m A h g-1比容量,在不同电流测试下都能保持出色的长循环寿命和结构完整性（10 C下循环200圈的容量保持率为98.7%;50 C下循环2500圈的容量保持率为84.8%）。最后,通过选择合适的电极材料,我们构建了纳米方块状氟磷酸钒钠||球型硬碳（NVPF-NC||HCS）全电池。所制备的全电池具有396.6 W h kg-1高能量密度,在0.5 C倍率下循环100圈容量保持率高达98.5%,成功点亮含38个灯泡的组件,验证了改性NVPF的实际应用潜能。综合以上研究内容,本文以优化NVPF的电化学性能为主要目的,提供了两个改性的手段,并通过系列实验对改性后的NVPF储钠性能和机理进行对比分析和定性、定量研究。实验结果表明,通过Al掺杂、尺寸控制、形貌调控以及导电碳材料包覆的技术手段,促进了NVPF材料中电子和离子传输效率的提高,稳定了材料结构,从反应动力学的层面提高材料的容量表现,延长材料的循环寿命,增强材料的倍率耐受性。NVPF在半电池和全电池中的性能表现,都表明了NVPF具有应用于大规模生产制造的巨大潜力,为NVPF的商业化使用补充重要的基础研究依据。