锂离子电池由于具有较高的工作电压和能量密度等优点,已经广泛应用在手机、数码相机、笔记本电脑以及电动汽车等领域。石墨类碳材料是目前商品化锂离子电池的主要负极材料,理论容量为372 mA h/g。随着社会的发展,石墨类碳材料的储锂容量越来越不能满足需求,人们开始开发新型负极材料来提高锂离子电池的性能。本论文以生物质材料—海藻酸钠作为原材料,经过简单的碳化处理得到多孔碳材料及石墨烯类碳材料。对所得的碳材料进行了一系列物理化学性质表征,并且研究了它们在锂离子电池负极材料方面的应用性能。以常见生物质海藻酸钠作为原料,通过简单的方法制备出膜状前躯体。将获得的膜状前躯体进行简单的碳化处理,获得一系列片状三维多孔碳材料。多孔碳材料的比表面积及微孔体积可以通过调节膜状前躯体的厚度来进行调控。所得片状三维多孔碳材料作为锂离子电池负极材料时表现出良好的电化学性能。充放电过程中,多级孔道结构有利于电解质溶液、锂离子及电子的快速扩散。材料中的微孔也可以提供较高的可逆容量。以生物质海藻酸钠为碳源,利用商品化石英砂作为模板剂,通过简单的碳化处理后,去除模板剂,获得石墨烯基多孔碳材料。海藻酸钠与石英砂的用量比对所得复合碳材料的结构具有重要影响。所得碳材料作为锂离子电池负极材料表现出良好的电化学性能,材料中的介孔孔道及较小的粒径有利于电解质溶液及锂离子的快速扩散,石墨烯结构促进电子的快速的传输。