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钠离子电池一直被视为是应用广泛的锂离子电池的下一代储能电池,无论锂离子电池还是钠离子电池,碳/碳基材料是作为负极材料的关键材料之一,而生物质材料,如过期的花粉和废弃的棉花均是生活废弃物,由于来源广泛,成本低廉并能循环利用能使其再资源化,达到对环境友好的目的。多种生物质材料已经被研究并应用于锂离子电池和钠离子电池中,在本文,使用氢氧化钾和硝酸镁作为活化剂分别对废弃的花粉和棉花球高温活化、碳化处理,均获得具有较大比表面积的三维多孔碳材料。以花粉为前驱体制备三维结构生物质碳的实验中,氢氧化钾与花粉生物质原料的最佳质量比例为2:3。作为锂离子电池负极电极材料,在2 A g-1的恒电流密度下进行300次循环充放电后比容量为375 mAh g-1;在0.1,0.5,1.0,2.0,5.0 A g-1电流下进行倍率测试,得到可逆容量分别为500,350,293,250,215 mAh g-1。作为钠离子电池负极电极材料,在2.0 A g-1的恒电流密度下充放电200圈,得到270 mAh g-1的比容量;在0.1,0.2,0.5,1.0,2.0,5.0 A g-1电流下进行倍率性能测试分别获得270,260,245,230,215,197 mAh g-1的比容量。以棉花为前驱体,经过硝酸镁活化和高温碳化处理后得到薄片状三维结构多孔碳材料,经过硫、氮共掺杂处理后获得性能更为优异的碳材料。作为锂离子电池负极电极材料的循环充放电测试中,在0.2 A g-1的电流密度下,循环150次后能达到1101.1 mAh g-1的可逆容量;在10.0 A g-1的电流密度下循环5000次能保持531.2 mAh g-1的可逆容量,而倍率性能测试中在0.1,0.2,0.5,1.0,2.0,5.0 A g-1的恒电流下可得到1443,1035,954,884,802和689 mAh g-1的可逆容量。在钠离子电池充放电测试中,氮原子、硫原子共掺杂材料在1.0 A g-1的电流密度下循环200次能得到410 mAh g-1的可逆容量,在2.0 mAh g-1的电流密度下循环600次能保持351.1 mAh g-1的容量,倍率性能测试在0.1,0.5,1.0,2.0,5.0和10.0 A g-1电流下达到505,430,400,360,320,219 mAh g-1的可逆容量。这项工作为制备廉价、高性能的锂离子电池和钠离子电池负极生物质碳材料提供一个新的思路和可能。