日益增长的能源需求促使人们不断追求廉价、安全、可扩展和高性能的可充电电池技术。碳材料因其资源丰富、成本低、无毒、电化学种类繁多等优点被广泛用作各种电池的电极材料。碳材料利用低氧化还原电位下可逆的供体型阳离子嵌入/脱嵌（包括Li+、Na+和K+），可作为摇椅式碱金属离子电池的理想负极。同时，在高氧化还原电位下，阴离子在石墨碳材料中的受体型插层也是一个简单、可逆的过程。以阴离子插层石墨碳材料为基础的一系列双离子电池和铝离子电池技术正蓬勃发展。
有鉴于此，德国德累斯顿工业大学冯新亮教授，Minghao Yu系统综述了碳材料的先进离子嵌入化学及其在不同储能技术中的应用。
文章要点
1）作者总结了碳材料在多孔结构、化学成分、层间距控制等方面的重要研究进展。通过阐述碳材料的电化学、插层效应和插层形式，进一步探讨了碳材料作为阳离子主体和阴离子主体的基本机理。
2）作者随后总结了新型碳纳米结构和碳源储能器件的最新研究进展，重点总结了对碳纳米结构与电化学性质的关系以及器件结构、电化学反应和性能指标的研究。
3）作者最后指出目前DIB和AIB仍处于起步阶段，迫切需要进行更多的工作来设计新颖的碳材料，阐明离子嵌入过程/离子堆积并提高储能装置的电化学性能。以加速新的碳材料概念和碳衍生电池技术的发展，使其走向商业化。
参考文献
Gang Wang, Minghao Yu, Xinliang Feng, Carbon materials for ion-intercalation involved rechargeable battery technologies, Chem. Soc. Rev., 2021.
DOI: 10.1039/d0cs00187b
https://doi.org/10.1039/d0cs00187b
