锂离子电池具有高能量密度和长循环寿命,广泛应用于便携式电子产品和电动汽车,随着当今社会对锂离子电池的迫切需求,促使人们积极探索具有高容量、长循环、能够快速充放电的负极材料。碳材料因资源丰富、价格低廉、放电平台低、导电性好以及结构稳定性好等优点成为目前商业化锂离子电池负极材料的主流。然而碳材料也有比容量低、与电解液相容性不好等缺点,限制了其在动力电池材料中的应用。本论文从提高碳基材料的比容量和循环性能入手,通过与高容量Si复合、杂质原子掺杂等方法提高材料的电化学性能。研究结果如下:（1）将滤纸浸泡在氧化石墨烯和硅的溶液中,再通过热解得到具有柔韧性和轻质量的硅/还原氧化石墨烯/碳纤维复合材料。还原氧化石墨烯包裹硅纳米颗粒均匀分布在碳纤维上和碳纤维之间的空隙中。硅/还原氧化石墨烯/碳纤维柔性无粘接剂电极材料在100 mA g^-1的电流密度下,首次表现出2055 mAh g^-1可逆容量,在100次循环后表显出1092 mAh g^-1的可逆容量,有着良好电化学性能。硅/还原氧化石墨烯/碳纤维复合材料优越的电化学性能归因于互连的碳纤维作为基底,其提供电子传导通路和机械支撑,并且碳纤维之间的空隙缓解了硅材料的体积效应从而保持电极材料的完整性。（2）将聚乙烯醇、硅、氧化石墨烯混合均匀,经过喷雾造粒,再经过高温热解,制备硅/碳/石墨烯复合材料。石墨烯包裹的硅/碳微球结构,为充放电过程中硅材料的体积效应提供缓冲空间。双碳层包覆可以有效的保护硅壳提高材料的循环稳定性,硅/碳/石墨烯复合材料作为锂离子电池负极材料表现出良好的电化学性能,在100 mA g^-1的电流密度下循环70圈还有928 mAh g^-1的比容量,具有高比容量和良好的循环性能。（3）以普通滤纸为前驱体,采用高温烧结二次掺氮的方法,制备N、P共掺杂的碳纤维薄膜。该材料作为自支撑锂离子电池负极材料在1 A g^-1的电流密度下循环1000圈后还有1030 mAh g^-1的比容量,在10 A g^-1的电流密度下循环4000圈后还有360 mAh g^-1的比容量。作为钠离子电池负极材料在0.1 A g^-1的电流密度下循环380圈后还有345 mAh g^-1的比容量,在1 A g^-1的电流密度下循环4000圈后还有110 mAh g^-1的比容量。表现出高比容量和良好的循环性能。N、P掺杂后造成缺陷和活性位点,同时也扩大了层间距,碳纤维在材料内部形成导电网络。