目前，便携式电子设备中使用的锂离子电池通常以石墨作为负极，但因有限的循环寿命以及潜在的安全问题，限制了其在电动汽车领域的应用。硬炭材料结构稳定、循环寿命长、嵌锂电位高、安全可靠，并且具有利于Li+进出的微晶结构，是一种优良的负极材料。但是，关于锂离子电池硬炭负极的系统研究，包括硬炭材料的廉价高效合成，炭化温度对硬炭负极电化学性能的影响机制，以及硬炭负极倍率性能的进一步提高等方面依然存在很多的空白。　　本文综合Carbotron P石油沥青基硬炭和酚醛树脂基硬炭微球的优点，开发了廉价高效合成球状石油沥青基硬炭的方法，探究了不同温度下硬炭微球的电化学性能，并比较了球状硬炭与颗粒状硬炭的电化学性能差异。主要结论如下:　　(1)以石油沥青为原料，采用悬浮加热法制备石油沥青基微球，考察了制备过程中主要参数对石油沥青基微球微观形态和振实密度的影响。实验表明，当萘与沥青混合质量比为30∶100，聚乙烯醇浓度为1 wt.％，搅拌速度为1000 r/min，反应温度为100℃时，获得了高球形度和高振实密度的沥青球。沥青球经氧化、800℃预炭化和最终1000℃以上炭化获得了石油沥青基球形硬炭。　　(2)随着最终炭化温度从1000℃升高到1400℃，硬炭微孑孔收缩，比表面积和孔容降低;随着炭化温度的升高，硬炭的首次放电容量由428 mAh/g减小到207 mAh/g，首次库伦效率由64％升高到84％。炭化温度为1300℃的硬炭在2C时容量为123 mAh/g。综合考虑首次库伦效率和容量，1300℃是比较理想的炭化温度。　　(3)小粒径分布的球形硬炭表现出了更好的高倍率性能。当炭化温度为1300℃时，材料BS-1300在1C、2C、5C下的容量比BL-1300分别高15.9 mAh/g、18.7 mAh/g、19.4 mAh/g。小粒径的硬炭球减少了Li+插入过程中的扩散路程，有利于Li+的快速嵌入和脱出，提高了材料的倍率性能。　　(4)与颗粒状硬炭相比，球形硬炭在0.1C下循环100次后的体积容量比颗粒状硬炭高17.7％，球形化后SEI电阻下降为原来的1/3，有利于锂离子的快速嵌入和脱出，使球形硬炭具有更加优异的倍率性能。同时，与Carbotron P相比，球状硬炭材料的体积容量提高了11.8％，有效地弥补了Carbotron P硬炭材料的缺点。