随着移动便携设备的迅猛发展，锂离子电池作为一种轻便高效的电源得到了广泛的应用。现在市场所用的锂离子电池正极材料大多为LiCoO2及三元材料，这类材料需要大量的贵金属Co，因此限制了该类材料大规模应用前景。近几十年来，人们对新型正极材料的探索一直没有停止，如LiMPO4(M=Fe、Mn、Co和Ni)及Li2MSiO4(M=Fe、Mn和Co)被用于研究作为锂离子电池正极材料。氟化聚阴离子材料具有结构稳定、电压平台高等诸多优点，因而得到了研究者的广泛关注，本论文主要研究了两种氟化聚阴离子材料Na3V2(PO4)2F3和LiFeSO4F。　　 本论文通过改进的溶胶-凝胶法合成了Na3V2(PO4)2F3，该材料具有优异的倍率性能和循环性能。通过SEM、电化学原位同步辐射XRD、固体NMR等表征手段详细研究了Na3V2(PO4)2F3的形貌、结构及充放电机理。通过微波辅助离子热法合成了LiFeSO4F，采用XRD、SEM和电化学表征技术研究了该材料的相组成、形貌及电化学性能。本论文的主要研究结果如下：　　 ①通过溶胶凝胶法合成了Na3V2(PO4)2F3/C复合材料，该材料具有优异的倍率性能和循环性能。在150mA/g电流密度下，放电容量达到125mAh/g，在3000mA/g电流密度下，容量还能保持在110mAh/g左右，证明其具有优异的倍率性能；在150mA/g的电流密度下，50圈循环后容量还保持在120mAh/g左右，相当于第一圈容量的96％，说明该材料具有优异的循环性能。　　 ②通过电化学原位同步辐射XRD技术和非原位固体NMR技术研究了Na3V2(PO4)2F3第一圈充放电的机理。电化学原位XRD测试结果显示材料良好的循环性能主要得益于其充放电过程中良好的结构稳定性和可逆性。在充电过程中，材料结构不发生明显的改变；在放电过程中，可逆地向原来的结构转变。整个充放电过程按固溶体嵌入-脱出反应机理进行，材料的聚阴离子框架结构保持很好的稳定性。固体核磁共振研究结果表明，材料接触电解液后与电解液中的Li+发生部分Li+-Na+交换反应形成LixNa3-xV2(PO4)2F3;在充放电过程中，Li+和Na1位置上的Na+随着充放电的进行一起从晶格中嵌入-脱出，发生Li+和Na+共嵌入脱出反应；Na2位置上的Na+在所研究的充放电电位范围内没有发生明显的嵌入-脱出反应。　　 ③通过XRD、固体NMR及交流阻抗技术研究了Na3V2(PO4)2F3在循环过程中的结构变化、Li-Na交换和离子扩散系数D的变化。结果表明，Na3V2(PO4)2F3在循环过程中结构并未发生明显改变，从而保证了该材料具有优异的循环性能；NMR结果表明，前10圈循环，锂离子逐渐取代结构中的钠离子，之后的循环中，锂离子数量不发生明显的改变；通过EIS的低频段数据求出Na3V2(PO4)2F3在循环过程中的离子扩散系数D，表明离子扩散系数随循环呈现逐渐变大的趋势。　　 ④通过溶剂热离子交换法制备了Na3-xLixV2(PO4)2F3，实验表明，化学离子交换进行得并不彻底，只发生了部分的Li-Na交换，离子交换后材料结构并未发生改变，这一结果与电化学Li-Na交换是一致的，表明Li取代Na后材料能够保持很好的结构稳定性。初步尝试了将Na3V2(PO4)2F3/C作为负极材料的探索，结果表明控制一定的电压范围，Na3V2(PO4)2F3/C还具有较好的电化学性能。　　 ⑤通过离子交换法成功合成了离子液体EMI-TFSI，以该离子液体为溶剂，通过微波辅助加热的方法合成了LiFeSO4F，经过球磨碳包覆后，放电循环比容量保持在70mAh/g左右。