与传统电池相比,锂离子二次电池具有循环寿命长、能量密度高、无记忆效应、电压高和无污染等突出优点,目前已成为能量存储的最佳选择之一。因为钠与锂同一主族,与锂性质相似,且储量非常丰富,价格便宜,因此钠离子电池也越来越受关注。无论是锂电池还是钠电池,电池的能量密度和循环寿命等性能主要由其电极材料决定,因而开发高性能的电极材料已成为电池研究的一大热点。在负极材料方面,碳材料被认为是最有前景的负极材料之一。本论文围绕有机共轭骨架分子和石墨烯两类碳材料来构筑电极材料,研究材料结构与其电化学性能之间的内在关联,并分别将其应用于锂离子电池和钠离子电池。具体工作如下:（1）采用两种多酰基共轭分子（均苯四甲酸二酐（PMDA）和1,4,5,8-萘四羧酸二酐（NTCDA））与三聚氰胺进行亚胺化反应制备了共聚物NTCDA基聚酰亚胺（PI-1）和PMDA基聚酰亚胺（PI-2）。在钠离子电池中,材料呈现良好的循环稳定性和倍率性能:在500mA·g^-1电流密度下,PI-1在充放电100次之后仍能保持177 mAh·g^-1,而PI-2在循环100次之后容量仅为95 mAh·g^-1。即使在5 A·g^-1超大电流密度下,循环1000次之后,PI-1的容量保持在89 mAh·g^-1,而PI-2仅有51 mAh·g^-1。上述两种材料在锂离子电池中也表现出较好的电化学性能。（2）为了解决电池在长期循环过程中容易产生过多的热量而引起的安全问题,本论文制备了一种安全性高的聚磷腈/石墨烯纳米复合材料（PPN/GN）。在锂离子电池中,该材料作为负极呈现出良好的循环稳定性和倍率性能:在5A·g^-1的电流密度下,循环1200次后,PPN/GN的放电比容量保持在321 mAh·g^-1以上,是石墨烯的1.5倍。在2A·g^-1、5A·g^-1的较大电流密度下,其放电比容量达508 mAh·g^-1、456 mAh·g^-1,当电流密度返回至100 mA·g^-1时,其放电比容量又上升至1002 mAh·g^-1。该材料的钠电性能逊于锂电性能。