随着全球能源转型的加速推进，新型电化学能源储存与转换技术的开发成为研究热点。石灰基材料凭借其丰富的资源储量、可调控的电子结构和独特的电化学特性，在能源储存领域展现出巨大潜力。近年来，研究者通过创新性的材料设计策略，使这一传统材料在新能源领域焕发出新的活力。
在锂离子电池领域，石灰基材料主要应用于负极材料的设计。通过水热法合成的纳米级氢氧化钙与石墨烯复合电极材料，在0.2C倍率下可提供高达450mAh/g的可逆比容量，且经过200次循环后容量保持率超过85%。其优异的电化学性能主要归因于石灰材料与锂离子的独特嵌脱机制，以及石墨烯载体提供的快速电子传导路径。值得注意的是，石灰基负极材料在充放电过程中形成的SEI膜更加稳定，有效抑制了枝晶生长，提升了电池的安全性。
在钠离子电池体系中，石灰基材料表现出更为突出的优势。研究表明，通过溶剂热法合成的多孔氧化钙/碳复合材料，在钠离子嵌入/脱出过程中展现出优异的倍率性能和循环稳定性。材料特有的介孔结构（2-50nm）为钠离子提供了快速的扩散通道，同时有效缓冲了充放电过程中的体积变化。在1A/g的电流密度下，该材料经过500次循环后仍保持92%的初始容量，这一性能指标已达到实用化水平。
金属-空气电池是石灰基材料应用的另一个重要领域。在锌-空气电池中，石灰改性的双功能氧催化剂显著提升了氧还原反应和氧析出反应的催化活性。通过精确调控石灰材料的晶体结构和表面性质，使其在碱性电解质中表现出优于贵金属催化剂的稳定性和抗中毒能力。实验数据显示，基于石灰催化剂的锌-空气电池在5mA/cm²的电流密度下可稳定工作超过200小时，能量效率维持在65%以上。
在材料制备技术方面，研究者开发了多种创新方法。模板辅助水热法可制备具有规整孔道结构的石灰基复合材料，该方法通过控制模板剂的种类和浓度，实现对材料孔隙结构的精确调控。原子层沉积技术则用于在石灰材料表面构建超薄保护层，有效抑制电极材料与电解液的副反应，延长循环寿命。此外，微波辅助合成、电纺丝等新兴技术也为高性能石灰基电极材料的制备提供了新的可能。
尽管石灰基材料在电化学能源领域展现出良好的应用前景，但仍面临一些技术挑战。材料的本征电导率较低，充放电过程中的体积效应较大，以及在长期循环中的结构稳定性等问题需要进一步解决。未来的研究方向应聚焦于开发新型复合体系，优化界面工程策略，并深入理解石灰基材料的储能机制，推动其在实际能源设备中的规模化应用。
