碳材料长久以来作为负极材料广泛应用于各种储能器件。然而,碳材料的能量密度及倍率性能一般,难以满足未来电子器件和新能源汽车的应用需求。为了得到大容量、长循环、高倍率性能的碳基电极材料,人们倾注了大量心血对其进行形貌和结构设计,以改善离子传输与储存过程。在碳材料的形貌设计上,壳体碳材料（如空心碳材料）有着很大应用空间,这是因为壳体外表面可以作为掺杂的载体或者能量储存位点,而中空结构可以为离子提供通路并为电极提供体积膨胀空间等。而在碳的结构改性上,高石墨化是一个很好的选择,因为它有着进一步增加电极导电性和提高储能器件电化学稳定性的作用。近年来,人们使用了各种方法来制作壳体形貌,有化学气相沉积、水热法、模板法等,其中模板法因其精确的形貌控制与结构设计能力有着不可替代的优势。但是,当前的模板法需要采用复杂的纳米浇铸或者表面生长工艺,步骤繁琐;同时,所用的碳源通常为糖类或者热固性树脂,难以获得高石墨化结构,不利于提高材料的电导率并改善其倍率性能。因此,发展简便的硬模板工艺并设计高石墨化的中空碳材料依然极为迫切。针对上述问题,我们通过选择低熔点的前驱体进一步改进了模板法,利用了前驱体在熔融状态下可以自主包覆模板进行成碳的特性,我们将其称为“熔融涂层法”。熔融涂层法依赖前驱体的熔点属性和成分属性,通过调控温度以简化制备工艺并完成对碳材料结构的改变。简而言之,利用熔融涂层法发挥前驱体本身的优势、制备出具有高石墨化的空心碳材料并分析其结构对电化学储能器件的影响,最终用于提升电化学性能是本文的主要目标。本文主要使用了酞菁、二茂镍这两种前驱体,利用熔融涂层法分别制作了适用于钠离子电池和锂离子电池的空心碳材料,并通过结构表征分析碳材料特征,进而选择出最合适的调控方法,并探究碳材料的结构与电化学性能之间的关系。具体的研究结果如下:（1）为了制备适用于钠离子电池的碳材料,将酞菁作为自身含氮的前驱体,二氧化硅球为模板,利用简单的机械混合法,制备中空碳半球。酞菁具有低熔点和适宜的碳化得率,在升温的过程中,会自发地熔融并包覆于二氧化硅模板的表面,无需特别的纳米浇铸或表面生长过程,工艺简单。该中空碳半球具有超低的碳层厚度（～10 nm）、高的氮含量（～6.5%）和大比表面积为382 m² g^-1,并且含有大量微孔和介孔。同时,由于其典型的软碳特征,中空碳半球具有高石墨化碳骨架,并且其层间距可以进行精确调节。当用作钠离子电池负极材料时,中空碳半球表面出优异的性能:其首次库伦效率能到80%,同时拥有优异的倍率性能和循环性能。（2）为了制备适用于锂离子电池的碳材料,将二茂镍作为前驱体,二氧化硅球为模板,利用熔融涂层法,制备了中空碳纳米半球。其中,二茂镍自带的镍原子可以自主催化碳层的石墨化,从而得到薄层石墨碳骨架。有趣的是,我们发现,由于纳米化镍单质的低熔点性,镍原子的催化石墨化具有反常的温度效应:在800℃下,可以得到最佳石墨化结构,而继续升高碳化温度,将导致石墨化程度的降低。孔结构测试表明,样品的比表面积可以达到791 m² g^-1。当用作锂离子电池负极材料时,该碳纳米半球的石墨化碳骨架可以提供锂离子插层反应场所,而中空结构可以作为锂离子储存池并缩短离子传输距离,提高离子传输速率。因为上述结构优势,所制空心碳材料表现出优异的储锂性能,例如,它在电流密度为0.1 A g^-1时,储锂容量可以达466 m Ah g^-1;在200圈的循环测试中,没有剧烈的容量衰减。（3）为了证明熔融涂层工艺的普适性,并实现中空碳材料的形貌设计。在本章中,我们以水热反应合成的氧化锌纳米线为模板,酞菁作为前驱体,利用酞菁在碳化过程中的自发包覆特性,构筑了中空碳纳米管。该结果证明酞菁作为前驱体的可适应性和熔融涂层法工艺的优越性,也为制作超级电容器碳电极提供了可能性。