可充电电池材料通常分为插层(或插入)和转换(或置换)两种类型。前一类的典型例子包括石墨和锂钴氧化物(LiCoOx)，它们分别是市场上最常见的锂离子电池的负极和阴极材料。插层电池材料通过将离子可逆地插入或提取到具有电子导电性和结构稳定的主体结构中来操作，具有许多优点，例如高能量和功率密度，以及良好的可逆性和循环性。然而，插层化学的能量密度上限远低于不断增长的社会需求，这一事实推动了向超插层化学的过渡。这种新兴的电池化学的一个显著例子是锂氧电池，它通过在电极表面形成/分解新的物质通过氧化锂(Li2O2)来储存/传递电能。尽管转换化学被吹捧为能够提供比插层化学高得多的能量密度，但它的发展受到臭名昭著的缺点的阻碍，包括充放电过程之间的大电压滞后导致的能量效率不令人满意，以及严重的寄生反应导致的可逆性差。

中国科学院大连化学物理研究所彭章泉研究员基于长期研究经验与最新发现，重点讨论了插层转换型双功能电池材料的原始模型。该工作目前在BATTERYENERGY第二期上以题“Aprimitivemodelforintercalation–conversionbifunctionalbatterymaterials”发表（DOI:10./bte2.）。

图文摘要：同时考虑转换反应和插层反应的电池材料物理化学模型

在单一电池材料中利用插层反应和转换反应之间的协同作用似乎是一个新兴的研究趋势。在这里，我们开发了一个原始的物理化学模型来理解这种新的电池材料的基本特征。该模型描述了固体-电解质界面上的插层和转换反应，以及固相扩散过程。考虑了电极-电解液界面的两种情况。在第一种情况下，转换反应不改变电极-电解液界面的结构。在第二种情况下，转换反应形成/分解沉积在电极表面的新相物质。该模型揭示了插层-转换双功能体系的一些有趣的方面，包括两阶段放电-充电行为，插层和转换反应之间的相互作用，以及放电和充电过程之间的不对称性。

考虑到插层-转换双功能化学在电池界引起了越来越多的

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