1．锂离子电池工作原理
2．负极材料的种类
自锂离子电池的商品化以来，研究的负极材料有以下几种：碳素材料、氮化物、硅基材料、锡基材料、新型合金及纳米材料。
已经成功应用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料，如石墨、中间相碳微珠（MCMB）、石油焦、碳纤维等。
3．石墨化过程
碳化过程中也发生石墨化过程，但是此时的石墨晶体很小，因此不认为是石墨化过程；
石墨化过程一般是指在碳化过程以后继续进行的热处理过程，温度通常在2000℃以上；
在石墨化过程中，随石墨化程度的提高，碳材料的密度逐渐增加，而对于孔隙的数目而言则是逐渐减少。孔结构同样有开孔和闭孔两种。随石墨化程度增加，闭孔的相对含量较低，而开孔的相对含量升高。
4．石墨材料的基本结构及晶体性质
C-C键的键长在碳材料中单键一般为0.154nm，双键为0.142nm。随品种不同，亦会发生一定的变化。C==C双键组成六方形结构，构成一个平面（墨片面），这些面相互堆积起来，就成为石墨晶体。
石墨的两种晶体结构
石墨有两种晶形：2H（六角形)结构和3R（菱形)结构，六角形结构按ABAB……方式堆砌而成,为稳定结构，菱形结构按ABCABC……方式堆砌而成,为亚稳定结构，理想墨片面之间距离为（d002)为0.3354nm。
石墨的端面和基面
石墨表面有基面和端面之分，端面也有两种，Z字型（zig-zag）面和扶椅型（arm-chair）面。
5．石墨的储锂机理
锂的插入反应一般是从菱形位置（即端面，Z字型面和扶椅型面）进行，因为锂从完整的墨片基面是无法穿过的。但是如果基面存在缺陷结构诸如前述的微孔等，也可以经基面进行插锂。
石墨类碳材料的插锂特性为：
（１）插锂电位低且平坦，可为锂离子提供高的、平稳的工作电压，大部分插锂容量分布在-0.20V～0V之间（vs.Li/Li+）；
（２）插锂容量高，LiC6的理论容量为372mAh/g；
（３）与有机溶液相容能力差，易发生溶剂共插入现象，从而降低插锂性能。
随锂插入量的变化，形成不同的阶化合物，例如平均四层墨片面有一层中插入有锂，则称之为四阶化合物，有三层中插有一层称为三阶化合物，依此类推，因此最高程度达到一阶化合物。一阶化合物LiC6的层间距为0.37nm，形成aa堆积排列；
石墨在a轴方向（平面方向）的电导率为2.5*106S/cm，在c轴方向（垂直方向）的电导率为2.5*10３S/cm
6．影响石墨电化学性能的一些因素
6.1晶体结构和晶形含量
石墨有两种晶形：2H（六角形)结构和3R（菱形)结构；
六角形结构按ABAB……方式堆砌而成,为稳定结构；
菱形结构按ABCABC……方式堆砌而成,为亚稳定结构；
菱形结构通常不会在石墨中单独出现，总是与六方结构的石墨同时存在；
经喷射磨处理后，菱形相的含量从15%增加到了40%，可提高可逆容量及充放电效率，并且对PC：EC（1：1）的电解液具有良好的相容性；
从六方石墨和菱形石墨的衍射峰强度可得出石墨中菱形石墨的含量。
6.2石墨化度
石墨化度：g=(3.44-d002)/(3.44-3.354)
碳材料的石墨化程度越大，嵌锂容量越大；（希望）
碳材料石墨化程度越大，不利于碳电极表面形成均匀致密的钝化膜。（不希望）
6.3石墨粒径大小分布与形貌
粒径大小及分布：小颗粒内锂离子迁移路径短，扩散阻抗较小，但是小颗粒之间的阻挡作用将使液相扩散速度降低；相反，大颗粒虽然有利于锂离子的液相扩散，但锂离子在碳材料中的固相扩散过程变得相对困难，二者竞争的结果使得碳材料存在最佳的颗粒大小和分布。
堆积密度：根据球的密堆积理论，球在最密堆积时形成两种空隙：四面体空隙和八面体空隙，如下面所示。球的空间占有率为74.05%或68.02%。当假定堆积球体粒子为大小均匀的球形粒子时，堆积球体的最大堆积密度理论上可达0.74。
石墨的粒度分布
球在最密堆积时所形成的两种空隙
石墨的形貌
