鋰離子嵌入碳化合物組成通常用LiC(O<z<1)表示。對完整晶態石墨z-1，理論容量為372 mAh，但多數碳材料，可逆鋰離子嵌入量僅為x=-0～0．5之間，x的大小與碳材料種類和結構、電解質組成、電極結構以及鋰離子嵌入速率等因有關。
選擇低插鋰電位Li-C層間化合物，充電鋰電池在充電時鋰嵌入碳層間，形成良好的插、脫性能的石墨層間化合物（Graphite Intercalated Compound,GIC）。碳的種類有金剛石、石墨、乙炔黑、活性炭、碳纖維等。
用為鋰離子電池負極的碳材料，都與鋰形成鋰-石墨層間化合物（Li-GIC）有關。
在石墨層問化合物(GIC)中，由于層間結合力遠比層內小，且層間距大，因此，在石墨層間易插人一些其他原子、基團或離子，形成石墨層問化合物。在GIC中，每層都插人一些其他原子基團或鋰子稱為一階C1r一每隔n一1層插入一層的稱為n階GIC。
1955年，法國Herold發現鋰一石墨層間化合物(Li—GIC)， 1965年Juza提出一階、二階、三階的ILi—GIC的化合組成是LiC6。
LiC12和I—Ic8。以后人們發現二階的Li—GIC是LiC12～I．iC18之間的層間化合物。1972年D．Guerald和Herold采用加壓熱處理方法，將鋰粉和天然石墨粉在不銹鋼管中加熱到400°C制得了一階、二階和三階Li—GIC。
Li—GIC相對干石黑結晶取超格子構造，鋰位于石墨層面內碳：六角環的中央取石墨格子的超格子構造，晶格指數a----b=0．426 rim，石墨的：豫D圖上基平面(002)峰的衍射角＝26．40°，對應的石墨層問間隔為0．3354 nm，鋰插入石墨層間后，層間距增：穴 到0．3706nm面向內結構。
鋰離子在石墨中嵌人一脫出時發生可逆相變，隨著鋰在石墨中嵌入量的增加，X值由X＝0增至X=1，由此逐漸生成1階(Stage)、4階、3階、2階等不同嵌鋰化合物， Dahn已證實在石墨化合物LiG中有階的存在及其轉變，通過實驗測定，得出Li／石墨電池的士(dr／dU)對電壓的關系曲線,與電壓的關系曲線四個峰A，B，C，D來表示兩個階共存，并提出階的機理。該鋰電池主要用來制備嵌入化合物，在電池充放電過程中，通過測定開路電壓及XRD了解嵌入反應機理，鋰一石墨嵌入化合物3階化合物的層間距，這些數據都以在不同嵌入程度中所體現出。
