负极材料是决定锂离子电池综合性能优劣的关键因素之一，比容量高、容量衰减率小、安全性能好是对负极材料的基本要求。

1.碳材料

碳材料是目前商品化的锂离子电池应用最为广泛的负极材料。碳负极材料包括石墨材料、无定型碳。其中石墨又分为天然石墨、人造石墨和石墨化碳；无定型碳分为硬碳和软碳。石墨是锂离子电池碳材料中应用最早、研究最多的一种，其具有完整的层状晶体结构。石墨的层状结构，有利于锂离子的脱嵌，能与锂形成锂-石墨层间化合物，其理论最大放电容量为372mA·h/g，充放电效率通常在90%以上。锂在石墨中的脱嵌反应主要发生在0～0.25V（相对于Li+/Li），具有良好的充放电电压平台，与提供锂源的正极材料匹配性较好，所组成的电池平均输出电压高，是一种性能较好的锂离子电池负极材料。

2.氧化物负极材料

氧化物是当前人们研究的另一种负极材料体系，包括金属氧化物、金属基复合氧化物和其他氧化物。前两者虽具有较高理论比容量，但因从氧化物中置换金属单质消耗了大量锂而导致巨大容量损失，抵消了高容量的优点；Li₄Ti₅O₁₂具有尖晶石结构，充放电曲线平坦，放电容量为150mA·h/g，具有非常好的耐过充、过放特征，充放电过程中晶体结构几乎无变化（零应变材料），循环寿命长，充放电效率近100%，目前在储能型锂离子电池中有所应用。(www.daowen.com)

3.金属及合金类负极材料

金属锂是最先采用的负极材料，理论比容量为3860mA·h/g。20世纪70年代中期，金属锂在商业化电池中得到应用。但因充电时，负极表面会形成枝晶，导致电池短路，于是人们开始寻找一种能替代金属锂的负极材料。合金负极材料是研究得较多的新型负极材料体系，有关锂合金的研究工作最早始于1958年。锂能与许多金属在室温下形成金属间化合物，由于锂合金形成反应通常为可逆，因此理论上能够与锂形成合金的金属都能够作为锂离子电池的负极材料。

金属合金最大的优势就是能够形成含锂很高的锂合金，具有很高的容量密度，相比碳材料，合金较大的密度使得其理论体积容量密度也较大。同时，合金材料由于加工性能好、导电性好等优点，被认为是极有发展潜力的一种负极材料。目前研究表明，锂合金负极材料的充放电机理实质上就是合金化与脱合金化反应，该过程导致的巨大体积变化是目前亟待解决的问题。