随着社会、科技的发展与进步，实际应用中对锂离子电池性能的要求越来越高，而电极材料限制了锂离子电池的迅速发展，其中，负极材料被认为是发展高性能锂离子电池的关键部分。目前，锂离子电池所使用的负极材料主要为石墨，但是，石墨已经不能满足新一代高比容量、高倍率性能负极材料的发展需求。针对锂离子电池大容量、大功率及小型化的需求，研究具有高比容量、高倍率性能、高体积密度及低成本的负极材料成为发展趋势。　　与传统的石墨负极材料相比，硬炭具有较高的比容量和良好的倍率性能，近些年来倍受关注。本论文采用绿色廉价、来源丰富的生物质——玉米淀粉为原料，旨在制备高比容量、高倍率性能、高体积密度的硬炭材料，并将其应用于锂离子电池负极。主要研究内容和结果如下:　　以玉米淀粉为原料，结合简单的酶解、预氧化、炭化技术，成功制备了微米级的分级孔炭球。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、物理吸附、X-射线衍射、元素分析等技术手段研究分级孔炭球的形貌、结构及晶型特征;结合循环伏安、充放电、电化学阻抗等测试手段研究分级孔炭球作为锂离子电池负极的电化学性能。测试结果表明，得到的材料是直径为5-12μm的微米级炭球;材料表面存在200-400 nm的大孔结构，内部存在微孔和介孔结构，即材料具备微孔-介孔-大孔的分级孔结构;分级孔结构缩短了电解液和锂离子的传输路径，有利于锂离子的快速传输，使材料具有非常优异的倍率性能:在电流密度为20 A g-1时，材料的可逆容量高达150 mAh g-1;材料也表现出了良好的循环性能和比容量，在电流密度为0.1 A g-1下循环100次，可逆容量高达507 mAh g-1。　　以玉米淀粉、硝酸铁为原料，成功制备了中空囊镶嵌的分级孔炭球，研究了材料的形貌、结构及晶型特征，并对其进行电化学性能测试。测试结果表明，材料是直径为5-12μm的微米级炭球;材料表面存在200-400 nm的大孔结构，内部存在微孔和直径为20-50nm的炭包氧化铁中空囊，即材料依然具备微孔-介孔-大孔的分级孔结构;中空囊有利于锂离子大量填充，大大提高了材料的比容量，在电流密度为0.1 A g-1下循环100次，其可逆容量高达805 mAh g-1;中空囊具有更加有序的炭层结构，有利于电子的传输，提高了导电性，同时，氧化铁也有利于锂离子的存储，因此，材料的倍率性能也有了进一步提高，在电流密度为20 A g-1时，可逆容量提高到210 mAh g-1。中空囊镶嵌的分级孔炭球材料是一种具有高比容量和优异倍率性能的炭负极材料。