钾离子电池由于原料资源丰富、氧化还原电位低等优点有望成为替代锂离子电池应用于规模化储能领域的新型储能器件。然而,由于大的钾离子半径而导致负极材料倍率性能差、循环稳定性差成为阻碍钾离子电池发展的瓶颈。设计并创制适于钾离子存储的高性能、低成本负极材料对于发展规模化储能钾离子电池具有重要意义。本论文以成本低廉、碳含量高的煤为原料通过球磨、酸洗、氧化、碳化以及液相包覆制备了煤基负极材料,通过调节原料性质与工艺参数调控煤基碳材料的组成与结构,进而探究煤基负极材料与储钾性能之间的构效关系。主要研究内容如下:（1）高性能煤基负极材料的构筑及储钾性能研究。使用不同煤化程度的中低阶煤为前驱体,通过球磨、酸洗、预氧化以及碳化制备微米级煤基钾离子电池负极材料。中等煤化程度的烟煤在900 ^oC碳化后得到的煤基负极材料B₁-A-900展现出最优异的电化学性能:在0.05 A g^-1的电流密度下,可逆放电比容量高达260 mAh g^-1,即使电流密度增大至5 A g^-1,其可逆放电比容量仍然达到88 mAh g^-1。当电流密度恢复至0.05 A g^-1时,其放电比容量恢复至232 mAh g^-1,容量保持率高达89.2%。在1 A g^-1的电流密度下循环1200圈,放电比容量保持为118 mAh g^-1,容量保持率高达68.6%。B₁-A-900较大的d₀₀₂碳层间距与相对有序的碳层织构有利于提高钾离子扩散系数,进而贡献优异的电化学性能。（2）煤基负极材料表面包覆改性。分别选取硬碳碳源酚醛树脂,软碳碳源中温煤沥青对气煤基负极材料B₁-A-900表面包覆改性制备包覆煤基负极材料。经过包覆后材料容量略有下降,但循环稳定性和倍率性能均有提高。酚醛树脂含量为10%的包覆气煤基负极材料B₁-A-900@PR-10%展现出最优异的电化学性能:在0.05 A g^-1的电流密度下,可逆放电比容量达225 mAh g^-1,当电流密度增大至5 A g^-1,其可逆放电比容量仍然达到85 mAh g^-1。当电流密度恢复至0.05 A g^-1时,其放电比容量恢复至208 mAh g^-1,包覆前后容量保持率由89.2%提高至92.4%。在1 A g^-1的电流密度下循环1200圈,放电比容量保持为94 mAh g^-1,容量保持率高达72.3%,即使循环至1800圈,放电比容量仍可保持为86 mAh g^-1,容量保持率为66.2%。B₁-A-900@PR-10%优异的倍率容量保持率与循环稳定性归因于其表面结构稳定的硬碳包覆层,该包覆层可有效缓解煤基负极材料在循环中的结构变形与坍塌。