锂离子电池的负极材料主要分为以下几类，涵盖商业化应用和前沿研究方向：
一、碳类负极材料（主流应用）
天然石墨 - 片状石墨：高可逆比容量和首周库伦效率，但循环稳定性较差
- 微晶石墨：循环稳定性和倍率性能较好，但首周库伦效率较低
- 其他形态：鳞片晶质石墨、球化石墨等
人造石墨
- 通过高温石墨化处理软碳（如石油焦、针状焦）制成，循环寿命长、极片膨胀小，但成本较高
- 子类：石墨化中间相碳微球（MCMB）、石墨纤维等
软碳材料
- 包括碳纤维、碳微球、石油焦等，具有高导电性和高比容量，适合大电流应用
硬碳材料
- 如硅基合金、钛酸锂等，具有高硬度、低嵌入阻抗，但循环性能一般
二、金属锂负极材料
金属锂： 理论比容量最高（3860 mAh/g），但电解液稳定性差、安全性低，仅用于少量高性能电池 三、非碳类负极材料（前沿研究）硅基材料
- 理论储锂容量是石墨的10倍，嵌锂电位低且无锂枝晶风险，但导电性差
- 复合材料：Li4.4Si合金（通过表面改性提高电导率）
钛酸锂（Li4Ti5O12）
- 脱嵌锂无应变、嵌锂电位高（1.55V），安全性优异，但导电性低、容量衰减明显
- 改进方向：表面掺杂或复合其他材料提升性能
合金类负极材料
- 包括锡基合金（如SnO2）、铝基合金等，尚未实现商业化，但具有潜在高比容量
含锂过渡金属氮化物
- 如Li3AlN4，安全性高且资源丰富，但工艺复杂，尚未商业化
四、其他类型
聚合物电解质： 提升安全性，但比容量较低 固态电解质
总结
目前商业化应用以碳类材料为主，其中天然石墨和人造石墨占据主导地位。非碳类材料因性能优势正在快速发展，但需突破导电性、容量衰减等瓶颈。未来电池负极材料将向高安全性、高能量密度和低成本方向演进。
