开发高效的钠离子电池负极材料是钠离子电池作为大规模能源存储装置实际应用的关键。生物质因其成本低、资源丰富、可持续性好、易于制备和环境友好等优点被认为是生产功能碳的理想前驱体。近年来,以木质素和纤维素为主要成分的生物质,通过热解工艺制备出多种生物质衍生碳材料。此外,自然界中存在丰富的生物孢子,它们具有各种特殊的微纳米结构,如球形、棒状和复杂形状等,它们的化学成分主要是甲壳素,而不是绿色植物中众所周知的木质素和纤维素。这些独特的形貌和化学成分将为利用开发生物孢子作为电化学存储的微纳米结构碳材料提供了一种新的途径。为此,本论文重点聚焦灵芝孢子衍生碳材料的制备及其电化学存储钠性能的研究。先后发展出两种新型结构的孢子基衍生碳材料（双壳层多级孔碳胶囊材料和类盘状碳材料）,具体研究结果如下:双壳层多级孔碳胶囊材料:由甲壳素组成的灵芝孢子作为前驱体、植酸钠为活化剂,通过简单的一步热分解法合成了一类具有双壳层多级孔结构碳胶囊。值得注意的是,通过系统的调整前驱体与活化剂的质量比,碳化温度和加热速率,双壳层多级孔结构碳胶囊的结构能够很好的被控制,这一特殊的结构有利于Na⁺的快速传输。同时,灵芝孢子原有的杂原子在碳化后得到一定量的保留,在多级孔的结构中提供大量Na⁺吸附的活性位点。所制备的碳胶囊作为钠离子电池负极,在电流密度为0.1 A g^-1时,可逆放电容量为311.5 m A h g^-1,在电流密度为5A g^-1时,可逆放电容量为125.0 m A h g^-1,充放电循环5000次后容量为111.1 m A h g^-1,保持率约为88.8%,具有良好的循环稳定性。此外,以碳胶囊和磷酸钒钠分别作为负极和正极构建的全电池在1 A g^-1下显示158.2 m A h g^-1,循环500次后仍然保持高容量,进一步表明它们具有良好的储钠性能。类盘状碳材料:为了提高生物孢子衍生碳材料高的容量、高的低电位容量和高的能量密度。以灵芝孢子为前驱体,通过热裂解制备了一种新的硬质碳盘。在1400°C下获得的盘状碳材料具有合适的d₀₀₂间距（0.371nm）,低表面积(14.7m² g^-1)。所制备的盘状碳材料作为钠离子电池负极,可逆总放电容量高达305.8 m A h g^-1,在低电位平台（0-0.1V vs.Na⁺/Na）下,具有188.0 m A h g^-1的放电容量（占总容量的比例为61.5%）,以及良好的循环稳定性,明显优于已报道的利用先进植物生物质制备的碳材料。此外,以盘状碳材料为负极,磷酸钒钠为正极构建的全电池进一步验证了低电位下优异的Na⁺储存性能,全电池可提供3.25 V的高工作电压,接近3.3V的Na₃V₂（PO₄）₃的放电电位平台,该全电池具有199.2 W h k g^-1（以负极和正极的活性物质总质量为基础）的能量密度。DFT计算表明这种低电位下高容量的Na⁺储存最有可能是形成Na C₆插层化合物。