鋰離子電池的負極是將負極活性物質碳材料或非碳材料、粘合劑和添加劑混和制成糊狀膠合劑均勻涂抹在銅箔兩側，經干燥、滾壓而成。目前，鋰離子電池所采用的負極材料一般都是碳素材料，如石墨、軟碳(如焦炭等)、硬碳等。正在探索的負極材料有氮化物、PAS、錫基氧化物、錫合金，以及納米負極材料等。
碳負極材料的發展；在鋰電池中，以金屬鋰為負極時，電解液與鋰反應，在金屬鋰表面形成鋰膜，導致鋰枝晶生長，易引起電池內部短路和電池爆炸。20世紀80年代，人們發現鋰在碳材料中的嵌人反應的電位接近鋰的電位，并不容易與有機溶劑反應，有很好的循環性能。使用碳材料作負極，充放電時，在固相內的鋰發生嵌入—脫嵌反應。
負極碳材料的熱力學穩定狀態為該碳材料處于放電狀態。發現碳材料可以嵌入金屬的研究始于1926年。當時，Fredeshagen和Cadengach合成了K，Rb，Cs等堿金屬嵌入化合物(GICs)。20世紀50年代中期，Herold合成了I．i-GICs。70年代，Besenhard等研究了石墨在芳香族溶劑堿金屬鹽溶液中的還原性，發現金屬鋰可電化學嵌入到石墨中，在lAClO-／DME中的循環伏安曲線的可逆還原峰比金屬鋰的還原峰更負，石墨的還原伴隨石墨結構的膨脹和宏觀結構的解體。1989年，Kahno討論了高聚物熱分解產物及碳纖維的表面積與鋰容量的關系。
1991年，日本sony公司用聚糠醇樹脂(PFA，PolyfarfuryAlcoh01)熱解炭(硬碳)作負極制成了充電鋰電池，該電池的開路電壓和充放電曲線。在充放電過程中電壓平臺范圍寬，鋰嵌入天然石墨的氧化—還原電位接近金屬鋰，使電池具有高的比能量，天然石墨在PC，BC以及含PC或UC的混合溶劑中，由于在1，0V時產生氣體，導致無法充電，但是在EC，EC／PC，EC／BC，EC／DEC溶劑的電解液體系中，石墨材料的充放電循環比較好。碳負極對鋰離子電池的性能有重要影響，常用的正負極材料組合。從提高電池性能出發，選用的碳負極材料應符合以下要求；
1、鋰貯存量高；
2、鋰在碳中的嵌入一脫嵌反應快，即鋰離子在固相內的擴散數大，在電極／電解液界面的移動阻抗小；
3、鋰離子在電極材料中的存在狀態穩定；
4、在電池的充放電循環中，碳負極材料體積變化小；
5、電子導電性高；
6、碳材料在電解溶液中不溶解。
