本文对碳材料的在锂离子电池和锂空气电池中的关键问题进行了研究。本文首先对天然石墨进行球磨和热处理两种方式的硫化处理，对其进行了XRD、XPS、Raman光谱及电化学性能测试。XRD测试表明，经过球磨之后，材料的石墨化度下降而热处理硫化的石墨的石墨化度基本没有变化；XPS测试表明两种方法均在石墨表面引入了含硫原子的表面基团；Raman光谱测试表明热处理和球磨之后的表面不规则程度依次上升。电化学测试表明热处理方法硫化使天然石墨的首次循环的可逆容量和库仑效率得到提高，而球磨硫化使天然石墨的可逆容量提高但是首次的库仑效率下降。SEM分析表明球磨硫化的天然石墨电极表面的SEI的厚度明显增加。对组成为LiCoO2为正极、人造石墨为负极、电解液为1MLiPF6/EC-DEC-EMC+1 wt.％VC+1wt％PS的荷电态为60％和100％SOC的商品化锂离子电池在室温下存放6个月并对其循环性能进行测试。结果表明100次循环后的荷电能力依次为新电池>60％SOC>100％SOC。用XPS对SEI的组成进行分析并将电解液添加剂PS中的硫原子为示踪原子，结果表明有机组分向无机组分的转化以及60％和100％SOC的电池的含硫成分出现明显的溶解。SEM和XPS表面及深度分析表明SEI厚度的增加是60％和100％SOC的电池循环性能下降的重要因素之一。 以电子电导率高的碳材料制备空气电极，对锂空气电池用空气电极的性能进行了初步研究。结果表明，采用Super P碳材料制备的空气电极的容量要高于采用BP2000和VGCF制备的电极，其放电机理进行了氧气在碳材料的活性位置进行还原与锂离子反应生成Li2O2和Li2O，生成的产物覆盖在电极表面而引起电极寿命的终止；对粘接剂的种类及含量、电解液组成、电极的压实密度等对电极的性能的影响进行了较为深入的讨论。