具有层状微观结构的石墨材料是锂离子电池中常用的负极材料，具有非球形、各向异性的动力学性质，这使得对其建模具有挑战性。然而以往的模型工作大多假设了球形颗粒和均相假设，因此本文建立了描述石墨负极的三维非均相电化学模型：通过椭球描述石墨颗粒，并赋予椭球基底和边缘平面不同的扩散系数。基于模型，研究了颗粒空间分布、孔隙率分布和椭球取向排列对电极电化学性能的影响。不同椭球取向电极结构的离子传输能力差异显著。颗粒分布更均匀，椭球取向特定且基面与电极厚度方向一致的电极表现出较好的倍率性能。