锂离子电池是新一代的能源储存与转化装置,具有广阔的应用前景和巨大的发展空间。负极材料是锂离子电池的核心部件之一,其结构和性能对电池性能起着至关重要的作用。伴随着锂离子电池需求量激增,作为负极材料的天然石墨消耗量同步增长,造成天然石墨资源紧张,亟需寻找性能优异的替代品。煤基石墨是一种高性价比的人造石墨材料,在电化学性能方面优于天然石墨。本文以资源丰富、价格低廉的宁夏太西无烟煤为原料,分别与二氧化硅、二氧化钛和三氧化二铁三种添加剂混配,采用高温石墨化处理制备煤基石墨。在此基础上,用液相氧化微膨胀—热还原联合法和KOH高温活化造孔对煤基石墨进行改性处理,利用XRD、RAMAN光谱、SEM、BET等表征方法系统地研究煤基石墨/氧化微膨胀煤基石墨/多孔煤基石墨的微晶片层特征、表面形貌、比表面积和孔径分布情况。利用恒流充放电、循环伏安、倍率性能以及循环性能等测试手段系统考察多孔煤基石墨微观结构对储锂性能的影响及其作用规律。无烟煤分别与三种添加剂按不同质量比例均匀混合,经高温处理后制备的煤基石墨,具有截然不同的微观形貌。TXSC系列（脱灰无烟煤与二氧化硅混配）煤基石墨微晶片层定向排列规则,晶片体积较大并且在局部形成大量鳞片状结构,片层结构发育良好,晶片堆叠有序,比表面积和总孔容积较TXTC（脱灰无烟煤与二氧化钛混配）和TXIC（脱灰无烟煤与三氧化二铁混配）更大,吸附潜力明显。TXTC系列煤基石墨层间距d002更接近理想单晶石墨层间距离,微观结构呈球状,进一步放大后显示球状表面由大量鳞片状结构堆叠而成。TXIC系列煤基石墨在添加剂用量相同的前提下其石墨化度G相对较低,微观形貌中出现球状以及鳞片状两种结构,其中球状结构相较于TXTC系列煤基石墨表面片状结构更加规整。基于上述煤基石墨制备的氧化微膨胀煤基石墨材料有序度降低,表面片层结构由致密变得疏松,孔道数量和材料结构缺陷度增加,层间距扩大,微晶尺寸减小。插层剂在高温热处理过程中生成气体,撑开石墨片层,致使鳞片状石墨微晶层间距增大;而球状微晶结构的煤基石墨表面破损,产生新的孔洞,这种相互连通的孔道有利于锂离子传输。氧化处理后煤基石墨孔隙以中孔和大孔居多,微孔数量很少。微孔的存在不仅可以避免电极材料的钝化,提高循环稳定性;而且可以作为储锂活性位点,提高锂离子的传输速率。为改善孔隙结构,需要进行KOH高温活化造孔处理,制备分级多孔碳。KOH高温活化造孔处理可进一步增加煤基石墨孔隙数量,提高碳材料的比表面积和总孔容积。测试数据显示:各氧化微膨胀煤基石墨经KOH活化后比表面积分别较煤基石墨增加88.16%、97.47%和96.04%。在扫描电镜下TXSCOK（TXSC系列煤基石墨经氧化微膨胀以及活化造孔后样品）依然保持着TXSC煤基石墨原有的鳞片状微观结构但微晶片层更为松散,出现明显的弯曲甚至断裂。TXTCOK煤基石墨微观结构仍呈现球形,其表面的鳞片状组织破损严重并生成了大孔和中孔。BET统计数据表明,球状石墨在活化造孔中产生更多的微孔。煤基石墨直接活化的多孔煤基石墨的比表面积和总孔容积相对表现不佳。TXSCOK2多孔煤基石墨的放电比容量高于TXTCOK1和TXICOK3,在1C倍率下经过110次循环后,库伦效率仍然保持在95%以上,表现出良好的循环可逆性和电化学稳定性,这与鳞片状结构拥有高比表面积和分级多孔结构有关。TXTCOK1在高倍率下（5 C）的可逆容量仅为57.5 m Ah/g低于同倍率下TXSCOK2和TXICOK3,表明球形石墨结构的循环性能和倍率性能方面表现不如鳞片状结构。但TXTCOK1煤基石墨的可逆容量更高,这与该结构中微孔的数量多有关。TXICOK3多孔煤基石墨,在1 C下经过110次循环后,多孔碳材料可逆容量下降幅度较小,但是在前40次循环中表现不稳定。多孔煤基石墨电化学性能的影响因素为微晶层间距d002和分级孔结构,适当扩大的层间距和孔隙结构可以为锂离子提供更多的嵌入和脱嵌通道,有利于锂离子的容纳和传输,提高电池的电化学性能。