一般而言，鋰電池負極材料由活性物質、粘結劑和添加劑制成糊狀膠合劑后，涂抹在銅箔兩側，經過干燥、滾壓制得，作用是儲存和釋放能量，主要影響鋰電池的循環性能等指標。
負極材料按照所用活性物質，可分為碳材和非碳材兩大類：
碳系材料包括石墨材料（天然石墨、人造石墨以及中間相碳位球）與其它碳系（硬碳、軟碳和石墨烯）兩條路線；
非碳系材料可細分為鈦基材料、硅基材料、錫基材料、氮化物和金屬鋰等。
圖：負極材料分類
與正極材料不同，鋰電池負極雖路線同樣眾多，最終產品卻很單一，人造石墨是絕對主流。數據顯示，2020年中國人造石墨出貨量約為30.7萬噸，在負極材料出貨總量中的占比高達84%，較2019年水平進一步提升5.5%。
相較于其它材料，人造石墨循環性能好、 安全性占優且工藝成熟、原材料易獲取，成本較低，是非常理想的選擇。
石墨負極最核心的問題，則是石墨負極材料能量密度的理論上限為372mAh/g，而行業頭部公司的產品已可實現365mAh/g的能量密度，逼近理論極限，未來的提升空間極為有限，急需尋找下一代替代品。
新一代的負極材料中，硅基負極是熱門候選者。其具有極高的能量密度，理論容量比可達 4200mAh/g，遠超石墨類材料。但作為負極材料，硅也有嚴重缺陷，鋰離子嵌入會導致嚴重的體積膨脹，破壞電池結構，造成電池容量快速下降。
目前通行的解決方案之一是使用硅碳復合材料，硅顆粒作為活性物質，提供儲鋰容量，碳顆粒則用來緩沖充放電過程中負極的體積變化，并改善材料的導電性，同時避免硅顆粒在充放電循環中發生團聚。
基于此，硅碳負極材料被認為是前景最佳的技術路線，逐漸獲得產業鏈內企業的關注。特斯拉的Model 3已經使用了摻入10%硅基材料的人造石墨負極電池，其能量密度成功實現300wh/kg，大幅領先采用傳統技術路線的電池。
不過與石墨負極相比，硅碳負極除了加工技術仍不成熟外，較高的成本也是障礙。當前的硅碳負極材料市場價格超過15萬元/噸，是高端人造石墨負極材料的兩倍。未來量產后，電池制造商也會面臨與正極材料相似的成本控制問題。