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锂离子电池在当今社会的发展中占据着越来越重要的位置。近几年来,新能源行业突飞猛进的发展促使人们对锂离子电池电极材料的环保和性能提出了更高的要求。生物质作为一种最具吸引力的可再生资源,具有污染低、分布广、资源丰富等优点。随着新能源技术的迅速发展,以生物质为原料制备锂离子电池负极碳材料已经成为一种趋势。玉米秸秆作为一种农田废弃物,是一种无污染的可再生资源。通过将玉米秸秆中的碳提取出来,用作锂离子电池的负极材料,既实现了生物质废弃物的资源化,也为锂离子电池负极碳材料的制备提供了一种新的环保方式。众所周知,石墨作为锂离子电池的主要传统负极材料,其理论比容量仅为372 mAhg-1,较低的能量密度已不能满足高性能锂离子电池日益增长的要求。针对上述问题,本文以玉米秸秆为原料,经过酸化水解,碱煮处理,水热碳化和高温煅烧制备锂离子电池负极碳材料。本文对制备的碳材料进行形貌的表征及电化学性能测试,主要研究内容和结论如下:（1）以玉米秸秆为原材料制备玉米秸秆纤维素基碳纳米球。玉米秸秆与4%H2SO4以1:10的固液比90°C水浴3 h除去半纤维素,再与50 gL-1NaOH以1:15的固液比99°C水浴4 h除去木质素,得到玉米秸秆纤维素。玉米秸秆纤维素与水在高温高压下发生水热碳化反应,洗涤干燥后再进行高温煅烧。探究了水热温度、水热时间以及煅烧温度对碳纳米球结构和电化学性能的影响。实验室条件下,玉米秸秆纤维素在200°C下水热72 h,随后在600°C下高温煅烧,生成的碳纳米球不仅数量多,分布均匀,尺寸均一,而且表面的含氧官能团最少。在0.2C的倍率下循环100圈后,比容量稳定在420.7 mAhg-1。经大倍率循环一段时间后再转换为0.2C时,比容量能快速恢复到468mAhg-1,展现了良好的倍率性能。（2）以玉米秸秆纤维素基碳纳米球为前驱体制备玉米秸秆基多孔碳纳米球。碳纳米球分别与CaCl2、ZnCl2和CuCl2以1:2.5的质量比,50°C水浴12 h,然后在60°C烘箱中干燥。在管式炉中高温碳化和活化后,洗涤干燥得到样品。对活化后的碳材料形貌和电学性能进行了比较。由CaCl2活化得到的产物（PCS-CaCl2）较大程度的保留了前驱体的球形结构,具有丰富的介孔和较大的比表面积。在0.2C下循环100次后,其比容量可达546 mAhg-1,即使在5C下比容量仍有164.8 mAhg-1。（3）以玉米秸秆基多孔碳纳米球为模板,尿素为氮源制备了玉米秸秆基富氮多孔碳材料。探究了尿素的比例和煅烧温度对富氮多孔碳材料结构和电化学性能的影响。当尿素比例为1:4,煅烧温度为600°C时获得的富氮多孔碳材料的氮含量最高,电化学性能最好。在0.2C下循环100圈后,比容量稳定在724.3 mAhg-1,远高于石墨的理论比容量。经过氮掺杂后,碳材料的电化学性能有了显著的提高。