随着化石燃料的快速消耗,导致出现环境污染和资源短缺等后果,太阳能、潮汐能等环保能源获得很快的发展,新型储能系统对可再生资源的利用起到关键作用,其中钠离子电池表现出较佳的安全性能和低廉成本等优点,是一种极具产业应用潜在能力的体系。在电极材料的研究中,利用生物质作为碳源制备的硬碳材料显示出资源储量丰富和对环境友好等优点,表现出广阔的市场前景,引起大规模关注。然而在大量的研究报道中,生物质硬碳材料存在较差的倍率性能以及首次库伦效率普遍较低等缺点,影响产业实际应用,对此我们选取具有不同特性的生物质,如竹子、浮萍和樟木作为前驱体,采用不同的改性方法研究生物质制备硬碳的结构与其储钠性能的联系,探索影响其倍率性能和首次库伦效率的主要因素。主要工作内容为:（1）通过高温碳化法制备竹子基硬碳,探索所使用碳化温度与所得硬碳的形貌结构及其电化学性能的联系。实验数据表明随着碳化温度逐渐升高,所得到硬碳的石墨层间距与无序化程度逐渐减小,其中1300℃时碳化制备材料呈现出最优的储钠性能,在测试条件为20 m A g-1时表现出292.2 m Ah g-1的首圈充电比容量,在100 m A g-1下充放电循环100圈后显示出88.2%的容量保持率。于此同时,对硬碳材料的电化学反应行为进行探索,为后续工作的开展奠定了基础。（2）在上述工作基础上,选取富含孔隙和杂原子的浮萍作为碳源,采用活化和掺杂相结合的方法制备高倍率性能硬碳材料,并探究杂原子掺杂量与电化学性能的关系。活化掺杂的协同作用有效改善硬碳材料的扩散动力学以及表面吸附能力,最优条件下制备的材料在电流条件为1000 m A g-1时显示出144.2 m Ah g-1的高可逆比容量,表明该材料具有出色的倍率性能。（3）结合上述研究,可以看出生物质基硬碳的首次库伦效率普遍较低,因此选用结构相对简单的樟木为碳源,采用控制升温速率的方法制备低缺陷樟木基硬碳材料,探究影响首次库伦效率的主要因素。实验结果表明,随着升温速率的降低,所得到的材料呈现出较低的缺陷浓度和比表面积。在0.25℃min-1下合成制备的硬碳显示出82.8%的高首次库伦效率,当在测试条件为50 m A g-1时充放电200圈后其具有90.0%的容量保持率,与Na3V2（PO4）3/C正极匹配制备的全电池显示出245.3 Wh kg-1的高能量密度,显示出卓越的储钠性能。