碳材料具有微结构可调、缺陷可设计等优势,而杂原子掺杂工程对于调控碳材料的电导率、结构缺陷和储能性能意义重大。基于此,本文设计了硼、氮掺杂的分级多孔碳（HPC）,系统研究其在钠离子、钾离子电池中的应用。本文分为以下两部分:（1）以纤维素为碳源,以氨水和硼酸作为氮和硼的掺杂源,采用喷雾干燥-高温碳化-化学刻蚀的步骤,设计合成了富氮（N@HPC）和硼氮共掺杂（B@N@HPC）的分级多孔碳。系统研究了硼掺杂对富氮HPC的影响,揭示出其微观结构、孔隙率、比表面积和化学基团的演变。研究发现,硼的掺杂并不能进一步改变富氮HPC的层间距,但B@N@HPC作为钠离子电池材料,表现出良好的电化学性能。与N@HPC相比,B@N@HPC负极性能优异,在0.02 A g-1时的容量为308 m Ah g-1,比氮掺杂HPC大137%。通过恒流间歇滴定技术（GITT）和电化学阻抗谱（EIS）的电化学动力学分析,揭示B@N@HPC比N@HPC具有更高的Na+扩散系数和更低的电荷转移电阻的电容控制过程。硼掺杂对碳负极性能的影响,可用来探索提高钠离子电池（SIBs）性能的方法。（2）在上述结果基础上,调控烧结碳化的温度,发现1000℃热处理可获得更高比表面积的HPCs,高达1310 m~2 g-1。以纤维素为碳源,分别以硼酸和五硼酸铵为杂原子掺杂前驱体,制备硼掺杂（B-HPC）和硼氮共掺杂（B-N-HPC）的分级多孔碳。研究表明,B-HPC的氮含量为4.71%低于B-N-HPC（5.01%）,而B-HPC的硼含量为1.92%,高于B-N-HPC（1.61%）。而较高的硼掺杂量可提高HPC的导电性,而少量的氮掺杂可造成HPC的内部缺陷,提升HPC的储钾性能;但氮含量过多造成的缺陷过大反而不利于HPC储钾。基于B-HPC的钾离子电容器中展示出320 m Ah g-1以上的容量,而B-N-HPC只达到200 m Ah g-1。200圈长循环后,B-HPC的稳定容量还可达到243 m Ah g-1,远高于B-N-HPC(177m Ah g-1)。基于B-HPC的水系钾离子电池在10 A g-1时的容量为64 m Ah g-1,远高于B-N-HPC(42 m Ah g-1)。上述结果,表明硼氮掺杂调节了碳材料的结构和提升了碳材料的电子电导率,更易于储钾,可用来探索提高钾离子电池（PIBs）性能的方法。