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信息、材料和能源是现在社会发展必不可少的支柱产业,缺一不可。其中锂离子电池在能源储存领域中占据了绝大市场。但锂矿物稀缺、成本高且分布不均匀,给锂离子电池的发展带来了不可避免的困难。钠与锂具有相似的物理化学性质且来源广泛,故钠离子电池被认为是锂离子电池的重要替代品。锂离子电池通常使用的负极材料是石墨,但其在钠离子电池中具有电化学惰性,因此探索可替代石墨的负极碳材料对钠离子电池的发展及应用具有重要意义。硬碳作为钠离子电池中最重要的负极材料之一,由于其环保、可再生及价格低廉等优点已被广泛研究。然而,对于硬碳电化学性能的提高仍是一个棘手的问题,因此探索解决这一问题的有效方法刻不容缓。为了得到电化学性能优异的硬碳负极材料,本论文以花生衣为原料,通过三种不同的制备工艺,制备出了具有不同结构的生物质硬碳材料,系统的研究了结构,组成以及性能三者之间的关系。(1)以花生衣为原料,通过两步煅烧法,控制温度成功制备了具有类球型的生物质硬碳材料。当其作为负极材料应用于钠离子电池时,HSY-1100-500电极显示出良好的倍率性能(电流密度为0.05和4 A·g-1时其放电比容量分别为428和194 mAh·g-1)和高的可逆容量(在0.05 A·g-1的电流密度下循环300圈后具有349 mAh·g-1的容量)。(2)利用微波水热碳化及KOH活化成功制备出了一种具有表面含氧官能团结构的生物质硬碳材料。通过控制活化过程中KOH的加入量调控生物质衍生碳表面含氧官能团的含量,揭示了表面驱动钠离子储能机制,当将其作为负极材料应用于钠离子电池时,CAP-700-0.30电极呈现出了优异的倍率性能(0.05 A·g-1的电流密度下容量为514 mAh·g-1,10 A·g-1的电流密度下容量为212 mAh·g-1)和高的循环稳定性(在1 A?g-1的电流密度下循环1000圈容量为315 mAh·g-1)。(3)以花生衣为原料采用两步微波水热法和热处理,通过控制微波水热过程中草酸镍的加入,成功制备出了一种具有石墨畴结构的生物质硬碳材料,即HSY-Ni-1100和HSY-1100。当将其作为负极材料应用于钠离子电池时,HSY-Ni-1100在0.05 A·g-1的电流密度下循环500圈后可保持652 mAh·g-1的容量。