近年来，碳纳米技术的研究相当活跃，多种多样的纳米碳结晶、针状、棒状、桶状等层出不穷。2000年德国和美国科学家还制备出由20个碳原子组成的空心笼状分子。根据理论推算，包含20个碳原子仅是由正五边形构成的，C60分子是富勒烯式结构分子中的一种，考虑到原于间结合的角度、力度等问题，人们一直认为这类分子很不稳定，难以存在。德、美科学家制出了C60笼状分子为材料学领域解决了一个重要的研究课题。碳纳米材料中纳米碳纤维、纳米碳管等新型碳材料具有许多优异的物理和化学特性，被广泛地应用于诸多领域。
碳元素是自然界中存在的与人类密切相关、的元素之一，它具有SP、SP2、SP3杂化的多样电子轨道特性，在加之SP2的异向性导致晶体的各向导性和其它排列的各向导性。因此以碳元素为构成元素的碳素材料具有各式各样的性质，并且新碳素相合新碳素材料还不断被发现和人工制得。事实上，没有任何元素能像碳这样作为单一元素可形成像三维金刚石晶体、二维石墨层片、一维卡宾和碳纳米管、零维富勒烯分子等如此之多的结构与性质完全不同的物质。表1给出了碳的化学键合及其形成的各种典型有机物、无机物和碳相的例子。
锂离子电池是在锂电池基础上开发出的高能电
池。锂离子电池的雏形为锂电池,以作负极,
由于在放电过程中电解液与锂反应，在其表面形成锂
枝晶,刺穿电池隔膜,严重影响锂离子电池的使用安
全和循环性能"”,不能反复使用。由于锂在碳材料中
的嵌入反应电位接近锂的电位，且不容易与
反应，有很好的嵌脱锂性能，故商业化锂离子电池广
泛采用碳材料。1990年日本Nagoura等研制成以石
油焦为负极的锂离子电池;同年，两大电
池公司推出以碳为负极的锂离子电池;1991年日本
公司研发成功用聚树脂热解碳作负极的锂
离子电池°,从此开创了锂离子电池应用的新时期。
常规锂离子电池负极的组成为石墨 导电剂
粘结剂 集流体。石墨等负极材料需涂敷于导电集
