近年来,面对石油危机和环境污染问题日趋严重,人们开始开发新型高效、无污染、可持续发展的清洁能源及储能设备。锂离子电池作为优秀的储能设备具有体积小、能量密度高、循环寿命长及无记忆效应的优点而受到研究者们的广泛关注。目前,锂离子电池已广泛应用于便携式电子产品及新能源汽车上,石墨作为传统的负极材料,具备结构稳定、导电性优良和电压平台低等优点得到大量应用。但是,石墨也存在嵌锂容量低和倍率性能差的缺点难以满足大功率电子产品和新能源汽车的进一步发展。因此,在未来研究出安全稳定、比容量高及倍率性优良的锂离子电池负极材料显得尤为重要。稻壳作为一种农业废弃物在生产中没有得到合理的应用,如果以稻壳为原料制备碳负极材料,不仅可以减小环境污染,而且还能降低生产成本,有效缓解能源危机。因此,本文以稻壳为原料制备稻壳纤维素基片层多孔碳材料、稻壳纤维素基分级多孔碳材料及氮、硫元素掺杂的片层多孔碳材料。我们对这些材料进行结构表征及电化学性能分析,研究内容及结论如下:（1）利用稻壳制备片层多孔碳材料,首先将稻壳用乙醇去除木质素,稀硫酸去除半纤维素,留下的部分高温碳化并以SiO₂作为硬模板,用2 M的NaOH溶液去除SiO₂,最终得到片层多孔碳材料。探讨了不同煅烧温度和煅烧时间对材料结构形貌和电化学性能的影响,结果表明在700℃保温1.5 h的材料（RH-LPC-700-1.5）的结构和电性能最佳,以微孔结构为主,比表面积高达576 m² g^-1,在0.2 C下具有1143 mAh g^-1的放电比容量,即使在5 C下放电比容量仍有476.2 mAh g^-1,库伦效率接近100%。（2）利用稻壳制备分级多孔碳材料,同样将稻壳用乙醇去除木质素,稀硫酸去除半纤维素,随后留下的部分在200℃的水热条件下保温一段时间,让纤维素水解,SiO₂聚合。之后高温碳化并以SiO₂作为硬模板,用2 M的NaOH溶液去除SiO₂,最终得到分级多孔碳材料。分级多孔碳的形貌受水热时间、煅烧时间及煅烧温度的影响,对比了水热时间0、12、24和36 h,煅烧温度500、600和700℃,煅烧时间0.5、1.5和2.5 h不同实验条件下分级多孔碳的差异性。最终得出在水热时间24 h,煅烧温度在600℃,煅烧时间在1.5 h时的材料（RH-24HPC-600-1.5）具有微孔、介孔及大孔均匀分布的分级多孔结构,比表面积为332 m² g^-1,在0.2 C下的初始放电比容量为1627 mAh g^-1,100圈循环后的比容量为686.6 mAh g^-1。（3）为了探究氮、硫元素的掺杂对片层多孔碳材料结构及电化学性能的影响,我们将尿素、硫脲分别加入RH-LPC-600-1.5中并高温碳化。结果表明,氮、硫元素可以均匀掺杂到材料中,尿素的掺入使材料聚集变厚并且孔径变小。硫脲的掺入使材料孔径变得均一,极大地增加了活性位点的数量,提高电化学性能。RH-LPC-NS具有高达798.2 m²g^-1的比表面积,在1 C下有636.3 mAh g^-1的放电比容量,在10 C下仍有高达284 mAh g^-1的放电比容量,对比RH-LPC-600-1.5的性能有极大的提高。