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
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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。
分为碳纤维和沥青碳纤维两种。碳纤维质轻于铝而强力高于钢，它的比重是铁的1/4，强力是铁的10倍，除了有高超的强力外，其化学性能非常稳定，耐腐蚀性高，同时耐高温和低温、耐辐射、消臭。碳纤维可以使用在各种不同的领域，由于制造成本高，大量用于航空器材、运动器械、建筑工程的结构材料。美国伊利诺伊大学发明了一种廉价碳纤维，有高强力的韧性，同时有很强劲的吸附能力、能过滤有毒的气体和有害的生物，可用于制造防毒衣、面罩、手套和防护装等。
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
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