随着全球对碳中和以及可持续发展的推动，天然石墨负极由于其储量丰富、生产能耗低、无毒性，其市场份额将会增加。然而，随着行业的发展，人们对提高天然石墨负极的长循环性能、快速充电能力、高能量密度和热稳定性的需求越来越高。
尽管天然石墨作为一种负极材料在锂离子电池中具有显著的优势，但仍存在许多问题限制了天然石墨负极的循环寿命。其中最重要的问题之一是SEI层的反复破裂和形成。在初始的锂化/脱锂过程中，电解液的分解导致在天然石墨表面形成一个保护性的SEI层。SEI不仅是Li+的优良导体，而且还能将电解质与石墨负极分隔开，有效地防止了电解质的进一步分解。然而，天然石墨表面的SEI不具有足够的稳定性，机械强度较差。在锂电池长期运行过程中，由于石墨层之间Li+重复嵌入/脱嵌而导致的体积膨胀（~9%）会导致SEI破裂。新暴露的石墨表面进一步导致电解质分解，消耗大量的活性Li+，导致电解质的持续还原。限制天然石墨负极循环寿命的另一个重要因素是溶剂分子共嵌入行为。这种溶剂分子共插层行为导致石墨烯层剥离，损害石墨结构，从而迅速降低电池容量。此外，天然石墨表面的缺陷位点可以作为活性中心，诱导电解质剧烈分解，导致低库仑效率。此外，天然石墨内部的孔隙缺陷也会影响其循环性能。这些问题共同导致了天然石墨的循环性能不佳。
锂化石墨在高温下锂会逐渐从石墨中脱出，石墨表面的高活性锂会与石墨表面SEI、粘结剂等物质反应，带来巨大的安全隐患。通过电解液改性以及石墨表面改性可以提高其热稳定性，此外，从粒径、缺陷等角度调控石墨体相结构也是改善热稳定性的有效方式。