自上世纪90年代起,移动电子设备和新能源汽车的迅猛发展促进了锂离子电池的大规模应用。然而,受到全球有限锂资源的影响,锂离子电池原材料的成本逐年升高,发展新型高能量密度二次电池势在必行。近年来,钠离子电池由于其具有与锂离子电池相似的工作机制和电化学性能,成为储能领域一个新的研究热点。而钠元素在地球上的含量比锂元素高3个数量级,原材料成本低廉,钠离子电池有望将来在大规模储能领域实现应用。钠离子电池与锂离子电池的工作原理基本相同,都是通过碱金属离子在电极材料之间的插入脱出来实现化学能与电能的相互转化。然而,由于钠离子的半径较大（1.02 A,比锂离子大0.3 A）,因而要选择可为钠离子提供足够大的插入脱出通道或间隙位置的材料作为钠离子电池电极材料。寻找合适的正极材料是开发高性能钠离子电池的关键。本报告将介绍我们课题组设计的一系列新型层状结构和隧道结构的钠离子电池正极材料[1-3],着重讨论这些材料在充放电过程中的相变行为和电荷补偿机制与其电化学行为特征之间的关系,并对钠离子电池正极材料未来的发展方向做出展望。