良好的循环性能和可靠的安全性能，红宝石电容导电性和热稳定性好的特点

负极材料锂离子电容器的负极材料一般采用电池型材料，近年来，为了实现锂离子电容器的高能量密度、高功率密度、良好的循环性能和可靠的安全性能，负极材料得到了广泛的研究，为了保证锂离子电容器的高功率密度和高能量密度，需要负极材料具有较低的工作电位和良好的电导率，锂离子电容器的负极材料上主要发生电解液中Li+在材料中的嵌入/脱嵌反应，理想的负极材料一般要包含以下几个特点：1）在Li+的嵌入过程中要有较低的嵌锂电位；2）材料要具有足够的稳定性，在Li+的嵌入/脱嵌过程中材料具有尽可能小的结构变化，保证反应过程的高度可逆性；3）Li+在电极材料中要有较快的扩散速度；4）具有良好的导电性；5）材料要有稳定的热力学特性，且不会与电解液发生额外的副反应，使锂离子电容器拥有良好的循环特性；6）要有经济适用性，材料资源富足，价格低廉易得且对环境友好，红宝石电容随着科研的不断探索，越来越多的材料被研发作为锂离子电容器的负极材料，其中碳材料因其良好的物理化学特性，成为制作锂离子电容器电极的热门负极材料，目前，石墨是被人们熟知且应用最广泛的碳材料，典型的层状结构使得材料中的碳原子分层排列，有着结晶度高、导电性和热稳定性好的特点，作为负极材料，它有着较高的理论比容量(372mAh/g)，较低的充放电平台(<0.1V vs. Li+/Li)等特点，因此被广泛应用在锂离子电池中，红宝石电容现如今，石墨被应用于锂离子电容器的研究也越来越多，Vuorilehto团队选用石墨作为负极，碳化物衍生碳作为正极组装了锂离子电容器，在2～4V的电压区间下进行电化学测试，所得能量密度可达90Wh/kg，远高于同条件下的钛酸锂(LTO)基锂离子电容器(30Wh/kg)，Kim等人分别选用天然石墨、人造石墨和硬炭用作锂离子电容器的负极材料，选用活性炭做为正极材料，组装了不同的锂离子电容器，分析数据表明，三种锂离子电容器的能量密度均可达到130Wh/kg，但该器件具有不理想的循环稳定性，在电化学循环10000圈后，以天然石墨和人造石墨为负极的锂离子电容器的电容保持率分别为41%和29%，也有研究表明，当正极材料选用具有高比表面积的活性炭(AC)时，可以在一定程度上提高石墨基锂离子电容器的电化学性能，据文献报道，石墨作为负极材料容易造成循环稳定性差的原因主要是它对电解液极其敏感，在放电过程中，由于电解液的化学反应，在负极表面形成SEI膜，造成不可逆的容量损失，使器件拥有较低的首次库伦效率；同时由于石墨的层状结构，在Li+的插层过程中，溶剂也会插入石墨层中并在反应过程中产生气体，导致石墨层的剥落，从而破坏SEI膜，此外，Li+的嵌入和脱嵌过程会导致石墨的体积膨胀，结构破坏，甚至会导致石墨的粉化，这也为天然石墨的改性提供了一个针对性的方向，同时，降低石墨化碳的不可逆容量，提高循环寿命仍是重要的研究方向。