天然石墨是一種較好的負極材料，其理論容量為372Amh/g, 形成LiC6 的結構，可逆容量、充放電效率和工作電壓都較高。石墨材料有明顯的充、放電平臺，且放電平臺對鋰電壓很低，電池輸出電壓高。天然石墨有無定形石墨和磷片石墨兩種。無定形石墨純度低。可逆比容量僅260mAh.g-1,不可逆比容量在100mAh.g-1以上。磷片石墨可逆比容量僅300~350mAh.g-1,不可逆比容量低于50mAh.g-1以上。天然石墨由于結構完整，嵌鋰位置多，所以容量較高，是非常理想的鋰離子電池負極材料。其主要的缺點是對電解質敏感、大電流充放電性能差。在放電的過程中，在負極表面由于電解質或有機溶劑化學反應會形成一層固體電解質界面（SolidElectrolyte Interface, SEI）膜, 另外鋰離子插入和脫插的過程中，造成石墨片層體積膨脹和收縮，也容易造成石墨粉化，所以天然石墨的不可逆容量較高，循環壽命有待進一步提高。