近年来,煤和石油等不可再生能源的过度使用已经影响到了人类社会的可持续发展,人类社会的能源结构亟待改变。开发新的能源形式如太阳能,地热能等则又对储能器件提出了更高的要求。电化学储能因为具有高效和方便等优点而得到了广泛的应用。传统的的锂离子电池具有能量效率高,寿命长等优点因此在各领域获得广泛应用。然而随着锂离子电池技术的发展和需求的增加,金属锂有限的储量逐渐无法满足社会发展的需求。作为锂离子电池的理想替代品,钾离子电池近年来得到了广泛的研究,但钾离子电池所面临的的倍率循环性能差,可逆容量低以及安全性等问题制约了其进一步发展。开发高性能的钾离子电池负极十分重要,本文以中间相沥青为原料,基于毛细力诱导纳米拓印技术,成功制备了具有特殊形貌和杂原子掺杂的碳纳米片应用于钾离子电池的负极,探究了碳基负极的结构与其电化学性能之间的关系,同时研究了杂原子掺杂对碳基负极电化学性能指标的影响。主要研究工作如下:（1）以中间相沥青为原料,使用氯化钠与氯化钾作为盐模板,利用毛细力诱导纳米拓印技术,成功制备出了表面具有叠砖状结构的碳纳米片（STCSs）用作钾离子电池负极。表面具有叠砖状结构的碳纳米片的碳簇排列长程有序,提高了材料的离子扩散系数和电导率,从而具有优秀的储钾能力。STCSs在1 A g^-1和5 A g^-1测试电流条件下比容量高达192 mAh g^-1和150 mAh g^-1。在0.05 A g^-1下可逆容量为314 mAh g^-1,在0.5A g^-1测试电流下循环500圈容量为158 mAh g^-1,循环1000圈容量为139mAh g^-1,循环保持率分别为83.1%和73.2%。（2）以中间相沥青为原料,使用氯化钠与氯化钾作为盐模板,SnCl₂作为Sn源、三聚磷酸钠,植酸和红磷作为P源,结合毛细力诱导纳米拓印技术,制备了Sn掺杂和P掺杂两种不同的碳基钾离子电池负极材料,电化学测试结果显示,Sn掺杂会降低沥青基碳纳米片的电化学性能,但适量的Sn掺杂可以提升沥青基碳纳米片的电化学性能。P掺杂可以显著的提升材料的电化学性能,使用三聚磷酸钠为P源制备的样品在0.05A g^-1测试条件下容量为367 mAh g^-1,首次库伦效率为54%。此外,在0.5 A g^-1测试电流下循环1000次后循环保持率为84.9%。红磷基沥青基碳纳米片的电化学性能也十分出众。测试结果显示,在0.05 A g^-1条件下红磷基沥青基碳纳米片可逆容量为468 mAh g^-1,首次库伦效率为64%,在0.5 A g^-1测试条件下循环1000次后具有83.8%的循环保持率。