离子在宿主材料中的可逆嵌入脱出实现能量储存是摇椅式电池的基本工作原理。这其中最具代表性的示例就是在1991年实现商品化的锂离子电池中的石墨负极并且在后来的三十年间石墨负极一直作为负极材料的标杆。多年来，研究人员从碱金属离子在石墨中的可逆脱嵌中得到启示，并将其应用在钠离子和钾离子电池中且取得了巨大突破。与锂离子电池相比，Na⁺和K⁺在石墨中的嵌入脱出存在较大差异。这种差异显著的主客体相互作用与宿主材料和电解液的性质密切相关，这对于深入了解可在未来实用化的碱金属离子电池的嵌入式电极材料至关重要。在本文中，中科院物理所的Yongsheng Hu，伦敦帝国理工学院的Maria-Magdalena Titirici，里德里奇席勒大学珍娜分校的Philipp Adelhelm以及萨里大学的Yaxiang Lu等综述了几年来石墨负极研究的实验和理论计算的重要进展，重点比较了三种碱金属离子（Li⁺、Na⁺、K⁺）嵌入石墨中的情况。文章旨在阐明石墨插层化合物的主客体关系和基本机理。此外，作者还讨论了为实现有利插层而开发的新方法以及该领域面临的诸多挑战。

Yuqi Li, Yaxiang Lu, Philipp Adelhelm, Maria-Magdalena Titirici, Yongsheng Hu et al, Intercalation chemistry of graphite: alkali metal ions and beyond, Chem. Soc. Rev., 2019

DOI: 10.1039/C9CS00162J

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