目前，SIB实际容量低、循环性能差，与LIB相比仍有很大的发展空间[13-14]。电池的关键特性（如比容量、循环性能和工作电压）主要由电极材料的固有电化学特性决定[15-16]。因此，SIB系统中的主要问题是找到合适的电极材料，尤其是正极材料，这些材料在很大程度上决定了电池的能量密度和安全性能。当前已经发现了几种不同类型的SIB正极材料，包括聚阴离子化合物[17-18]、普鲁士蓝类似物[19]、金属氧化物和有机化合物[20-22]。聚阴离子化合物具有稳定的阴离子骨架而表现出良好的循环稳定性和高安全性，然而这种材料通常导电性差、比容量低。同样，普鲁士蓝类似物具有多通道结构和高理论容量但是仍有循环稳定性、倍率性能差的缺点。相比而言，层状钠过渡金属氧化物正极材料NaxMO2（M=Fe、Mn、Ni、Co、Cr及其组合）由于其能量密度高、结构简单、易合成而得到了广泛关注，具有很高的应用潜力[23-26]。钠的离子半径（1.02 Å，1 Å=0.1 nm）比锂的离子半径（0.76 Å）大，这有利于钠层与过渡金属层的分离。在NaxMO2层状氧化物中，除钪外的3d过渡族金属元素均具有氧化还原活性。而在锂过渡金属氧化物中，仅Co和Ni元素具有氧化还原活性[13, 27]。层状LiMnO2在充放电开始阶段转变成尖晶石相，结构不稳定[28]。NaxMO2化合物具有多种层状堆积顺序与钠配位环境，有利于不同种类过渡金属元素的混合。然而，在Na浓度发生变化时，过渡族金属层也会发生相对滑移，导致充放电过程中发生结构重排以及许多复杂的相变。一定电压范围内层状LiMO2化合物堆垛顺序保持不变。MO2层不滑动并且所有锂离子都在八面体位置。而在NaxMO2电极充放电过程中，MO2层发生滑动并且部分钠离子配位环境发生变化，即八面体位点与棱柱体位点的相互转变。由于Na—O键强度相对于Li—O键较弱，随着离子的脱出，氧原子层之间斥力增加，在层状NaxMO2更可能发生结构重排以减小体系自由能[29]。在之前的LIB正极材料研究中，结构重排较少。而层状NaxMO2电极中经常观察到O-P或P-O转变。由层间滑移引起的相变在NaxMO2中普遍存在，对电化学性能有重要的影响[30-32]。鉴于层状过渡金属氧化物正极材料对SIB性能的重要影响，研究电化学过程中的相转变与电化学性能之间的关系显得尤为重要。