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碳基材料具有来源广泛,价格低廉、环境友好、稳定性高等优点,是钾离子电池应用最广泛的负极材料之一。但是碳材料的结构在钾离子嵌入与脱出过程中会出现膨胀与塌陷,导致钾离子电池循环寿命短,使得碳基材料难以应用于钾离子电池。本论文通过不同制备方法对碳材料进行结构设计,得到三种不同结构的碳基负极材料,获得具有长循环稳定性和高容量的碳基材料。论文的主要研究内容如下:（1）使用气溶胶喷雾技术（Aerosol-spray Pyrolysis Technology）借助二氧化硅胶体作为模板剂,设计并制备了具有丰富多孔结构的介孔碳球（Mesoporous Carbon Spheres,MCS）。作为钾离子电池的负极材料,MCS具有良好的倍率能力和出色的循环稳定性。论文研究了KP-001,KP-044,KP-056三种电解液对材料电化学性能的影响。结果表明,使用KP-044电解液时,MCS具有优异的电化学循环能力,MCS在50 mAg-1的电流密度下循环200次后表现出154.5 mAh g-1的高比容量,在100 mAg-1电流密度下循环500次,比容量可达105.3 mAh g-1。（2）通过高温碳化聚合物（Polymer Carbonization）得到含有氮原子掺杂的多孔碳材料（NC）,将邻苯二胺与二氧化硅胶体在冰浴搅拌下进行化学聚合,冻干后煅烧,其中邻苯二胺为碳源与氮源前驱体。氮原子的掺杂增加活性位点,刻蚀二氧化硅模板后产生的多孔结构增加比表面积。本论文使用两粒径为15,30 nm二氧化硅胶体为模板,研究了碳化温度即在750℃,900℃,1050℃煅烧的样品探究NC的电化学性能,同时考察了KP-001,KP-044两种电解液的影响。结果表明,30 nm Si O2胶体作为模板在750℃下煅烧得到的30-750-NC具有更高的比容量,在KP-044电解液中,50 mAg-1电流密度循环200圈,充放电比容量为143.1和147.6 mAh g-1,继续以100 mAg-1电流循环至800圈,充放电比容量分别为164.5和173.2 mAh g-1。（3）通过气相沉积法（Vapor deposition）使用二硫化碳将柠檬酸镍前驱体硫化得到NiS/C复合材料,NiS具有高理论容量(590 mAh g-1)但循环寿命短,与碳基材料复合能够有效提高碳基材料的比容量。本论文使用LX-146、KP-068、KP-044以及钾离子电池和锂离子电池两种体系探究NiS/C复合材料的电化学性能,验证其作为钾离子电池与锂离子电池负极的循环稳定性及比容量。结果表明,在锂离子电池中以50 mAg-1电流密度进行测试,循环99圈放电比容量可达767.4 mAh g-1,循环至150圈,即在100 mAg-1电流密度下放电比容量为737.5 mAh g-1,此时库仑库仑效率为98.67%。在钾离子电池测试中,使用三种电解液（LX-146,KP-068,KP-044）进行测试,该复合材料在KP-044中展现出了更好的循环稳定性与更高的比容量。在电流密度为50 mAh g-1循环100圈时,使用KP-044电解液时,放电比容量为652.4 mAh g-1,与第2圈放电比容量相比,容量保持率可达94.99%。将电流密度增加至100 mAh g-1,放电比容量为547.6 mAh g-1。