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鋰負極材料
鋰是全固態電池最重要的負極材料之一，具有容量高(理論容量高達3860mAh/g)和電位低的優點，是負極材料的最終形態。但鋰在循環過程會產生鋰枝晶，將有短路等安全隱患；化學穩定性差，易與空氣中的氧和水分等發生反應，給鋰金屬的產業化應用造成了諸多困難。
加入其它金屬與鋰組成合金是解決上述問題的主要方法之一，這些合金材料一般都具有高的理論容量，并且金屬鋰的活性因其它金屬的加入而降低，可以有效控制鋰枝晶的生成和電化學副反應的發生，從而促進了界面穩定性。
然而，鋰合金負極存在著一些明顯的缺陷，主要是在循環過程中電極體積變化大，嚴重時會導致電極粉化失效，循環性能大幅下降，同時，由于鋰仍然是電極活性物質，所以相應的安全隱患仍存在。目前，可以改善這些問題的方法主要包括合成新型合金材料、制備超細納米合金和復合合金體系（如活性/非活性、活性/活性、碳基復合以及多孔結構）等。
碳族負極材料
碳族的碳基、硅基和錫基材料是全固態電池另一類重要的負極材料。碳基以石墨類材料為典型代表，石墨碳具有適合于鋰離子嵌入和脫出的層狀結構，具有良好的電壓平臺，充放電效率在90%以上，然而理論容量較低（僅為372mA·h/g）是這類材料最大的不足，并且目前實際應用已經基本達到理論極限，無法滿足高能量密度的需求。
穿孔石墨烯分子（CNAP）負極嵌/脫鋰示意圖
氧化物負極材料
氧化物負極材料主要包括金屬氧化物、金屬基復合氧化物和其它氧化物。典型的氧化物負極材料有：TiO2、MoO2、In2O3、Al2O3、Cu2O、VO2、SnOx、SiOx、Ga2O3、Sb2O5、Bi2O5等，這些氧化物均具有較高理論比容量，然而在從氧化物中置換金屬單質的過程中，大量的Li被消耗，造成巨大的容量損失，并且循環過程中伴隨著巨大的體積變化，造成電池的失效。通過與碳基材料的復合可以改善這一問題。
三類負極材料主要體系及性能
（來源：許曉雄等：為全固態鋰電池“正名”）
參考資料：
李楊等：全固態鋰離子電池關鍵材料研究進展；中國電子科技集團公司第十八研究所
劉魯靜等：全固態鋰離子電池技術進展及現狀；中國科學院過程工程研究所
許曉雄等：為全固態鋰電池“正名”；江西贛鋒鋰業股份有限公司
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