电池负极材料的原材料根据类型和特性可分为以下几类，综合了当前主流材料及研究方向：

一、碳基负极材料（主流材料）

天然石墨

具有高比容量（372 mAh/g）和化学稳定性，但导电性较差，体积膨胀系数高（达370%），易导致活性物质粉化和脱落。

人造石墨

通过高温石墨化处理（2500℃以上）将易石墨化碳（如石油焦、针状焦）转化，循环寿命长、首效高，是当前应用最广泛的负极材料。

其他碳材料

- 硬碳：

如树脂碳、PVDF热解碳，导电性较差但机械强度高，适合高安全需求场景。

- 软碳：包括碳纤维、碳微球，比容量较高（250 mAh/g以上），但循环性能弱于硬碳。

- 中间相碳微球（MCMB）：兼具高比容量和良好循环性，适用于高能量密度电池。

二、非碳基负极材料（新兴方向）

硅基负极

理论比容量高达4200 mAh/g，但充放电时体积膨胀显著（370%），需配合多孔炭、硅烷气等材料缓解体积应力。

氮化物负极

如氮化钛（Li4Ti5O12），具有高热稳定性、快充性能，但制备成本高、原料稀缺。

金属及其合金

- 锂合金：

如锂锡合金，导电性优异但重量大、容量有限。

- 钛酸锂：高安全性、长寿命，适合电动汽车和储能系统。

氧化物及硫化物负极

- 二氧化钛（TiO2）：

高绝缘性、化学稳定性，但导电性差。

- 硫化物负极：如LiS，理论比容量高，但实际应用受限于材料稳定性和制备工艺。

三、其他关键原材料

硅烷气：作为硅基负极的原料，通过化学气相沉积（CVD）生成硅。

多孔炭：作为硅基负极的骨架材料，增强比容量和循环稳定性。

总结

目前电池负极材料以碳基材料为主流，但硅基、氮化物等非碳材料因高能量密度等优势成为研究热点。未来电池材料的发展将取决于材料成本、性能平衡及工艺成熟度。