随着科技的进步,可移动电子设备迅速进入人们生产和生活的各个领域,也为解决能源紧缺和环境污染问题作出了巨大贡献。锂离子电池因其具有较高的能量密度,优异的循环倍率性能,目前已经被应用于各种便携式设备。但由于地球上锂资源匮乏,价格昂贵且不具有可持续性,难以应用到大规模储能系统上,因此寻找锂的替代元素是很有必要的。钾元素储量丰富价格低廉,并且与锂元素具有类似的化学性质,这都赋予了钾离子电池良好的应用前景,目前也有越来越多的研究人员参与该方面的研究。电极材料是锂离子电池与钾离子电池的重要组成部分。近年来,碳质电极材料作为锂离子电池与钾离子电池负极得到了广泛的研究。目前市面上的石墨用于锂存储的理论容量较低(372 m Ah g-1),这限制了石墨在大功率、大规模储能领域的应用。为了改善这种情况,我们有必要开发和设计一种替代的高性能碳材料。目前对于石墨类材料的改性研究包括碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维等各种碳材料及其复合材料。本课题采用简单高效的熔盐法,制备石油沥青基与生物质基的改性碳材料,并对其锂/钾电化学性能进行研究,主要包括以下三部分:（1）利用廉价易得的石油沥青作为前驱体,三聚氰胺作为可调节的氮源,将其与KCl/Ca Cl2二元熔盐通过行星球磨仪均匀混合,之后将其放入氮气氛围进行煅烧,最后就得到具有超薄二维结构的分级多孔碳（NSCN-x）。这种氮掺杂的二维无定形碳结构具有扩大的层间距,高无序度和有效的活性表面,可显著改善Li+/K+的储存和迁移。当用作锂离子电池负极材料时,NSCN-1在1 A g-1的大电流密度下,经过800次循环后仍具有848 m Ah g-1的比容量,而在钾离子电池中,NSCN-1在1 A g-1的大电流密度下,经过1500次循环后仍保持214 m Ah g-1的比容量。（2）以第一部分实验制备出来的氮掺杂超薄沥青基碳材料（NSCN-1）作为导电碳基底,与乙酸锰（Mn（CH3COO）2·4H2O）混合进行水热反应,制备出Mn3O4/NC材料。之后,再对材料进行二次煅烧最终形成具有优异储锂性能的Mn O/NC材料。Mn O纳米颗粒的粒径大约在100 nm～200 nm之间,且均匀的附着在无定形碳纳米表面。Mn O/NC良好的结构形貌以及大的比表面积使其作为锂电负极的时候具有良好的导电性、高比容量以及良好的循环稳定性。在1 A g-1的大电流密度下,Mn O/NC经过180次循环后展现出1061 m Ah g-1的高比容量,是一种理想的锂离子电池负极材料。（3）利用生物质材料玉兰花瓣作为碳前驱体,以Zn Cl2为模板和活化剂,通过一步碳化法制备珊瑚状玉兰花基多孔碳材料（CMPC）。当用作锂电与钾电负极时,CMPC展示出优异的电化学性能,在1 A g-1的大电流密度下,CMPC-2在锂离子电池中,经过在750个循环后仍保持876 m Ah g-1的比容量;而在钾离子电池中,经过1000个循环后仍保持161 m Ah g-1的比容量。其优异的电化学性能归功于其独特的珊瑚状的三维交联碳纳米结构、高比表面积(903 m~2 g-1)以及丰富的孔隙结构(1.09 cm~3 g-1)。CMPC的优异性能表明其在电化学储能方面具有广阔的应用前景。