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本发明实施例涉及一种木质基复合硬碳负极材料及其制备方法和应用。制备方法包括:将木质硬碳基底材料粉碎至100目~300目,并与多羟基醛按比例混合后,加入羧酸质量浓度为1%~20%的羧酸溶液中,得到混合液;在60℃~120℃加热混合液,6小时~48小时后将混合液烘干,并对烘干后的物料进行热压处理,压制成块状料;将块状料放入反应装置中,在保护气氛下升温至400℃~600℃,保温1小时~20小时,进行预碳化处理,然后再进一步升温至1100℃~1600℃,在保护气氛下进行碳化处理,保温1小时~10小时,出料后进行再次粉碎过筛,得到形态不规则的、具有木质基硬碳和填充硬碳两种硬碳形成夹层结构的木质基复合硬碳负极材料。