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新能源技术的快速发展,对能量转换、存储器件的要求日趋加深。传统石墨类材料由于炭层间距有限,无法满足钠离子电池负极材料所需。作为无定形炭,硬炭结构的无序性和较大的层间距为钠离子的储存提供更多的活性位点和插层取向,结构的特殊性使得硬炭在锂/钠离子电池负极材料研究中备受关注。沥青是炭材料的优质前体,石油沥青和煤沥青是原油和煤加工过程中的附属产物,两者均具有较好的化学反应活性。采用软炭炭源制备硬炭,沥青的预处理工艺十分重要,氧化稳定化处理通过改变原料沥青的初级结构进而影响沥青的最终炭化行为。本文以两种不同组成结构的沥青为原料,通过氧化稳定化处理及高温炭化制备了硬炭材料,研究了不同氧化温度(150~350 ~oC)对沥青的微观结构、组成的影响以及炭化终温对硬炭结构、组成的影响,并对比了两种沥青在氧化稳定化和炭化阶段结构演变和电化学储钠行为的差异。氧化稳定化处理引入C=O含氧官能团,其中350 ~oC氧化的石油沥青(o-P-350)氧含量为27.42%,350 ~oC氧化的煤沥青(o-C-350)氧含量为15.68%。氧化处理减小了两种沥青的微晶尺寸。较高的氧化温度(t≥250 ~oC)使沥青分子在炭化阶段发生了由热塑性向热固性的转化,抑制沥青在高温炭化中固有的石墨化倾向,产生更多的缺陷位。与石油沥青直接炭化的材料(PDC-1400)相比,350 ~oC氧化、1400 ~oC炭化的石油沥青(o-PDC-350-1400)在100 mA/g的电流密度下,比容量由99.7 mAh/g提高到276.8 mAh/g;首效由51.45%提高到73.38%。与煤沥青直接炭化的材料(CDC-1400)相比,350 ~oC氧化、1400 ~oC炭化的煤沥青(o-CDC-350-1400)在100 mA/g的电流密度下,比容量由85.5 mAh/g提高到255.0 mAh/g;首效由47.61%提高到73.86%。在100 mA/g循环200圈后,o-CDC-350-1400的比容量为141.0 mAh/g,要高于o-PDC-350-1400(126.3 mAh/g)。为验证氧化处理对复合材料结构构筑的适应性,通过机械球磨法将氧化石油沥青与纳米硅混合、炭化制备了硅/炭复合材料(Si@C-P),Si@C-P中Si的含量为19.89%。在100 mA/g的电流密度下,Si@C-P的首次充电比容量为684.4 mAh/g,首效为73.9%,在5 A/g的大电流密度下,依然具有306.0 mAh/g的充电比容量,与石油沥青与纳米硅直接球磨炭化的材料(Si@C)相比,比容量提升了70.9%。Si@C在5 A/g的电流密度下循环100周,容量保持率为89.1%。