天然石墨晶体结构完美,是理想的插入型锂离子电池负极材料,且地球储量丰富,加工工艺简单且耗能低,更加符合低碳环保要求,市场发展前景广阔。但是由于天然石墨晶体各向异性,锂离子在负极材料脱/嵌过程具有方向性,且石墨片层间距较小,锂离子扩散效率低,大电流充放电时石墨碳层表面易形成锂枝晶造成电池安全问题。为了降低晶体各向异性对锂离子传输效率影响,需减小片层石墨尺寸,并进行二次造粒。高硫焦煤热解时会产生液相胶质体,能够实现石墨纳微片层重排,可作为天然石墨造粒粘结剂。天然石墨球形尾料是天然石墨球形化过程中产生的废料,晶体结构完整且石墨化度高,小尺寸片层石墨更易实现纳微堆积重构,利用价值潜力巨大,但是目前利用率低且偏向低端。利用高硫煤对其进行造粒可有效减小石墨团聚且可显著降低晶体各向异性影响,显著提高复合负极相关电化学性能。对天然石墨球形尾料表面氧化改性和增大石墨碳层间距后,与高硫煤造粒时可以显著提高复合负极界面稳定性与锂离子传输速率,进而构筑碳基高倍率长循环复合负极材料。1.为了降低天然石墨球形尾料晶体各向异性及石墨片层团聚造成负极材料倍率性能差的问题,利用高硫煤与天然石墨球形尾料共热解实现天然石墨球形尾料造粒。实验表明,天然石墨球形尾料与高硫煤质量比1:1热解后,高硫煤造粒效果最好,电化学测试时复合负极倍率性能显著提高。2.天然石墨球形尾料表面活性基团较少,为了增强与高硫煤界面结合性,利用H2O2对天然石墨球形尾料进行预氧化处理。实验表明,氧化天然石墨球形尾料和高硫煤界面形成C-O-C键。电化学测试表明,改性后复合负极倍率性能优异,大电流长循环稳定性显著增强,且全电池稳定性较好。恒电流间歇滴定方法（GITT）显示,样品锂离子固相扩散系数为6.26×10-10-1.71×10-8 cm~2 s-1,显著高于现阶段商业化石墨基负极材料。3.为了增强锂离子在天然石墨球形尾料碳层边缘传输效率,从改变碳层间距角度出发,利用水在密闭容器中汽化产生的压力在瞬时卸载压力时产生的冲击力增大石墨碳层间距,进而进一步提升复合负极倍率性能。研究表明,石墨碳层间距随水蒸气压力增加而增加,当水蒸气压力为0.6 MPa时,天然石墨球形尾料片层间距由0.3346 nm增大到0.3355 nm,且改性后石墨石墨化度ID/IG=0.162。对改性后的天然石墨进行焦煤造粒处理,改性后的复合负极具有较好的倍率性能。