高温石墨化处理制得。常见人工石墨有中间相碳微球（

MCMB）和石墨纤维。

MCMB 是高度有序的层面堆积结构，可由煤焦油（沥青）或石油渣油制得。
在

700℃以下热解炭化处理时，锂的嵌入容量可达 600mAh.g

-1

以上，但不可

逆容量较高。在

1000℃以上热处理时，MCMB 石墨化程度提高，可逆容量增

大。通常石墨化温度控制在

2800℃以上，可逆容量可达 300mAh.g

-1

，不可逆

容量小于

10%。

气相沉积石墨纤维是一种管状中空结构，具有

320mAh.g-1 以上的放电比

容量和

93%的首次充放电效率，可大电流放电，循环寿命长，但制备工艺复杂，

成本较高。

（

2）天然石墨

天然石墨是一种较好的负极材料，其理论容量为

372Amh/g, 形成 LiC6

的结构，可逆容量、充放电效率和工作电压都较高。石墨材料有明显的充、放电平
台，且放电平台对锂电压很低，电池输出电压高。天然石墨有无定形石墨和磷片
石墨两种。无定形石墨纯度低。可逆比容量仅

260mAh.g

-1

,不可逆比容量在

100mAh.g-1 以上。磷片石墨可逆比容量仅 300~350mAh.g-1,不可逆比容量
低于

50mAh.g-1 以上。天然石墨由于结构完整，嵌锂位置多，所以容量较高，

是非常理想的锂离子电池负极材料。其主要的缺点是对电解质敏感、大电流充放
电性能差。在放电的过程中，在负极表面由于电解质或有机溶剂化学反应会形成
一层固体电解质界面（

Solid Electrolyte Interface, SEI）膜, 另外锂离子插

入和脱插的过程中，造成石墨片层体积膨胀和收缩，也容易造成石墨粉化，所
以天然石墨的不可逆容量较高，循环寿命有待进一步提高。
  （3）改性石墨
   通过石墨改性，如在石墨表面氧化、包覆聚合物热解炭，形成具有核-壳结构
的复合石墨，可以改善石墨的充放电性能和循环性能。
    通过石墨表面氧化，可以降低 Li/LiC6 电池的不可逆容量，提高电池的循环
寿命，可逆容量可以达到

446mAh.g-1(Li1.2C6),石墨材料的氧化剂可选择

HNO

,NO

等。石墨氟化可在高温下用氟蒸气与石墨直接反应，

得到

(CF)n 和(C

F)n，也可以在 Lewis 酸（如 HF）存在时，于 100℃进行氟

化得到

。碳材料经氧化或氟化处理后的容量都会有所提高。

(4) 石墨化碳纤维

气相生长碳纤维

VGCF 是以碳氢化合物为原料制备的负极材料，在

2800℃处理的 VGCF 容量高，结构稳定。

中间相沥青碳纤维（

MCF）。3000℃处理的 MCF，其中心肯有层状组织的

辐射状晶体结构，与石焦油一样属乱层石墨结构，它具有高的比容量和库仑效
率。
碳纤维的结构不同，嵌锂性能也不同，其中具有经向结构的碳纤维的充放电
性能最好，同心结构的碳纤维易发生与溶剂分子共嵌入现象。因此，石墨化的沥
青基碳纤维的性能优于天然鳞状石墨。
石墨在达到最大嵌锂限度（即 LiC6）时的体积只增加 10%左右。因此，石墨
在反复嵌入

-脱出锂过程中能保持电极尺寸稳定，使碳电极有良好的循环性能。

石墨也存在一些不足，如对电解液选择性强，只能在某些电解液中才有良好的
电极性能；耐过充过放电性能差，

Li+在石墨中扩散系数小，不利于快速充放

电等。因此有必要对石墨改性，现已合成中间相碳微球（

MCMB）、无定形碳

（有机物热碳）、包覆石墨等，它们的充放电性能较石墨有显著的改善。

2、软碳

软碳即易石墨化碳，是指在 2500℃以上的高温下能石墨化的无定形碳。软碳
的结晶度（即石墨化度）低，晶粒尺寸小，晶面间距较大，与电解液的相容性
好，但首次充放电的不可逆容量较高，输出电压较低，无明显的充放电平台电
位。常见的软碳有石油焦、针状焦、碳纤维、碳微球等。