随着储量有限的化石能源利用越来越广泛,能源危机以及现行的能源使用方式对环境相应地造成地越来越多的污染等问题困扰着人们,于是新能源的开发和利用成为非常迫切需要解决的问题。与此同时,作为能源使用中转站的储能设备迎来了发展机遇,容量高、功率密度大、使用寿命长的能源储存设备成为了人们的期待。研究表明,发展新材料是制造高质量储能设备的关键所在。作为有着独特性质、在能源领域被广泛使用的碳基材料,其在储能领域有着出色的性能。碳基纳米材料拥有独特的物理化学性质、多种多样的形貌,并且化学稳定性好、比表面积大、导电性好、机械性能优良等优点。在以往的制备方案中,碳基材料的合成存在设施安全性要求高,前驱体价格昂贵等缺点,于是开发简便的合成方案制备具有优秀性能的新型碳基材料是目前迫切的需求。在本项研究工作中我们着重开发简单易操作、安全性高且环境友好的前驱体和实验方案来制备碳基材料,通过各种物理和化学方法技术对材料的结构和形貌进行研究,并研究了所得材料在超级电容器、锂离子电池中的应用性质。本论文分为以下三章:第一章,绪论。回顾了碳基材料的发展历程,介绍了碳基纳米材料的研究背景现状,阐述了碳基材料在超级电容器、锂离子电池、无金属催化剂等领域的研究现状和应用前景。第二章,氮掺杂微孔碳材料的简易合成及其储能性质研究。开发了一种简单的一锅法合成工艺制备杂原子掺杂的碳材料,通过Ca C2和N-溴代丁二酰亚胺（NBS）在高温下发生聚合和碳化反应得到杂原子掺杂的微孔碳材料。所获得的碳材料的结构和性质随反应温度而变化。在700°C下制备的碳材料具有部分石墨结构,具有平衡的微介孔结构（7?and 12?）和1436 m2 g-1的高比表面积,应用于超级电容器时显示出较大部分常规方法所得碳材料更优异的电容性能,电流密度为0.2 A g-1时比电容达到214.8 F g-1,并且在5 A g-1的电流密度下,经过5000次循环后的电容保持率为96%。该合成策略方案简单,所用的试剂毒性低,对设备要求也不高,并且所得碳材料的比电容性质在众多碳化物衍生物中很有竞争性,为制备具有优异电荷存储特性和其它应用潜力的碳材料提供了一种新方法。第三章,复合碳硅材料的合成及其锂电性能研究。开发了一种一步法生成硅碳复合材料的合成方法,利用小分子溴化物NBS和硅的Zintl盐硅化镁反应,制备了硅碳复合材料。所得复合材料由分布在碳片中的硅颗粒组成,用作锂离子电池的负极材料,电流密度为0.1 A g-1时的比容量达到656 m Ah g-1,同时表现出良好的循环性能和倍率性能,以0.5 A g-1的电流密度循环300圈后,硅碳材料具有86.9%的容量保持率。该合成方案简单易行,为合成硅碳复合材料提供了一种新方法。