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包括无序多孔炭和三维多孔石墨烯在内的分级多孔炭材料吸引了越来越多研究者的关注,它们的多孔结构对增强锂离子或表面电荷存储容量和倍率性能具有重要贡献。因此,分级多孔炭材料作为电极材料,广泛应用于超级电容器、锂离子电池等能源领域。与石墨烯相比,多孔炭不仅具有相当的锂离子存储容量,而且成本低。因此,我们以多孔炭为研究对象,以提高锂离子电池的比容量、循环性能和倍率性能为目的,制备了一系列高性能的多孔炭电极材料。论文所取得的主要研究结果如下:（1）以价格低廉的沥青为碳源,氧化镁为多孔模板剂,分别采用硫酸镁和三聚氰胺为硫源和氮源,合成了不掺杂多孔炭（PC）、硫掺杂多孔炭（SPC）和氮掺杂多孔炭（NPC）。透射电镜和氮气吸附脱附测试结果表明,PC、SPC和NPC具有相似的多孔结构;X射线光电子能谱（XPS）分析表明三种多孔炭含有不同的掺杂元素种类和含量。将制备的SPC、NPC和PC作为电极材料,组装半电池,并测试其电化学性能。结果表明,与NPC、PC相比,SPC具有较高的锂存储容量和优异的循环稳定性能（循环100圈无容量损失）,说明在提高多孔炭电极材料电化学性能方面,S掺杂优于N掺杂。进一步,我们以SPC为负极、磷酸铁锂（LFP）为正极组装了SPC/LFP全电池,并与常规的石墨片/LFP全电池进行性能对比。测试结果表明,SPC/LFP全电池具有较高的可逆容量和循环稳定性,在电流密度为0.2C时,SPC/LFP全电池的可逆容量为161 mA h g-1,在1C下循环100圈后,容量保持96.8%,明显优于石墨片/LFP全电池。此外,SPC/LFP全电池的充电状态（SOC）估算误差小。SPC可以用作高容量锂电电极材料,在应用中可以代替石墨;此外,具有优异性能的SPC/LFP全电池为开发具有更可靠的电池管理系统的设备开拓了道路。（2）利用油浆的磺化过程引入硫元素,达到均匀掺杂的目的,继而高温碳化得到硫掺杂多孔炭（SPCs）。红外光谱分析表明磺化过程可以在油浆分子上引入磺酸基团,而XPS分析表明碳化后的多孔炭中硫元素主要以C-S-C共价键的形式掺入,硫的最高掺杂量为1.8%。将制得的SPCs作为电极材料组装电池测试其电化学性能,在充放电曲线中,可以明显的观察到在电压为1 V附近存在一个充电电压平台,与以往报道的多孔炭的充放电曲线（无电压平台）有明显区别。S掺杂量为1.8%时,掺硫多孔炭具有优异的倍率性能(在50 mA g-1时容量为1200 mA h g-1,在800 mA g-1时容量为532 mA h g-1)、良好的循环稳定性和较高的库伦效率（接近100%）。由于在较低电压平台上实现了锂离子存储容量的扩展,该硫掺杂技术可以有效提升电池的能量密度。（3）在700℃条件下分别制备了不掺杂多孔炭（PC7）、氮掺杂多孔炭（NPC7）和硫掺杂多孔炭（SPC7）,并进一步研究了热处理温度（900℃,1200℃,1600℃）对材料的结构、比表面积、元素含量、电化学性能的影响。在较高的热处理温度下,多孔炭向多孔石墨烯转变,石墨化程度增加,电导率增大,比表面积减小。电化学实验表明:PC12、NPC9、SPC9具有相对较高的锂离子存储容量。（4）通过模板浸渍法制备了三维多孔硫掺杂多孔炭,然后通过水热法成功制备了硫掺杂多孔炭与SnO2纳米粒子的复合材料（SnO2/SPC）,负载量为66%,硫掺杂量为8.2%。作为对比,我们还分别制备了不掺杂多孔炭、不掺杂多孔炭与SnO2纳米粒子的复合材料,并研究和比较其结构和电化学性能。测试结果表明,SnO2/SPC纳米复合材料具有较高的锂离子存储容量(1800 mA h g-1,0.05 A g-1;567 mA h g-1,0.8 A g-1)和循环稳定性,能够循环150圈后容量基本无衰减。