本文研究了在酸性催化剂的条件下采用甲醛对煤沥青进行聚合改性，然后对改性沥青进行热解制备出中间相炭微球（MCMB）。研究了改性煤沥青的中间相转化行为，探索了MCMB的制备工艺与结构和性能之间的关系。以MCMB为原料，对MCMB进行热处理，将处理过的炭微球应用于锂离子电池的负极材料，并分析了MCMB的结构和粒径分布与电化学性能之间的关系。采用FT-IR、1H-NMR、XRD、TG和流变仪对改性煤沥青的结构和性能进行了分析。结果表明：甲醛在草酸的作用下与煤沥青中的多环芳烃发生亲电取代反应，进一步的环化和芳构化，形成分子量大的多核芳烃化合物。改性后煤沥青的残炭率和软化点都有了明显的提高，同时它的耐热性和流变性能都有了很大的改善，表现出非牛顿流体行为的性质，并且改性后煤沥青的粘流活化能降低，表现出对温度的不敏感性。采用FT-IR、SEM、TEM和偏光显微镜对中间相转化过程中的结构和形貌进行了观察。研究表明：在炭化过程中，C-H、C-C键断裂形成具有自由活性的自由基，随着温度的升高，分子结构发生重排，进一步稠化、脱氢缩聚反应，形成分子量更大的平面稠环芳烃化合物，在表面张力的作用下，形成MCMB。采用SEM、XRD、粒度分析仪等分析手段，研究了MCMB的制备工艺、组成与性能的关系。结果表明：不同的工艺条件对于MCMB的结构和性能均有不同程度的影响，特别是炭化温度和保温时间的影响更为显著，在460℃下炭化保温2h，MCMB的收率达到30.23%，并且球形度好，粒径分布均匀；炭黑在炭微球的形成过程中起到了成核的作用，并且阻止了炭微球的融并，使MCMB粒径分布更均匀。通过电化学性能测试考察了MCMB作为锂离子电池负极材料的性能，研究了热处理温度以及粒径对其电化学性能及循环性能的影响。研究表明：MCMB的可逆容量和不可逆容量，都随着热处理温度的升高而降低，而库仑效率升高；同时电化学性能随粒径的变化而表现出一定的规律。随着平均粒径的增大，可逆容量和不可逆容量逐渐减小，库仑效率则升高。将1000℃热处理的炭微球制成锂离子负极材料，经过30次充放电循环后，容量下降仅为6.5%。