在众多可充电电池中，锂离子电池于1991年在日本实现商业化，目前锂离子电池的各项技术已经基本成熟，并凭借其良好的储能容量、充放电特性、循环寿命、温度特性等优势被认为是各种电子装置的电源及动力电池的不二之选。2019年诺贝尔化学奖授予了约翰·古迪纳夫、斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰，以表彰他们在锂离子电池研发领域作出的贡献。这给予了锂离子电池极高的肯定，也为可充电电池的发展迎来新的机遇。 近几十年来，可充电电池领域的研究得到了迅速发展，然而其中涉及的诸多问题仍不明朗，如各向异性输运、弹塑性变形、裂纹扩展、断裂和枝晶生长等。这些问题的解决均取决于材料的化学组分和内部的微观结构。深入理解材料微观结构形变过程需要将实验、计算和理论相结合。近年来，随着理论模型、计算机计算能力和数值计算技术的迅速发展，计算材料科学不仅有助于解释材料的性质和现象，而且还能预测材料的性能和设计材料的微观结构。到目前为止，仿真方法已经涵盖了广泛的时空尺度，包括密度泛函理论(DFT)、分子动力学(MD)、蒙特卡罗方法(MC)、连续尺度方法和有限元分析等。相场模拟是以热力学为基础用时空变量的函数来描述材料体系的微观结构演化的理论计算方法，避免了复杂的界面追踪，是模拟大规模复杂微观结构演化的最佳模型。与DFT、MC和MD仿真相比，相场模拟具有更大的时空跨度，从原子尺度到连续尺度。相场模拟作为多尺度仿真的一种手段，可以将微观仿真与宏观仿真相结合。 相场模拟在可充电电池中的应用，有助于帮助人们更清楚的了解可充电电池充放电过程中伴随着的材料结构与性质的微观变化，为电池材料的研发提供理论指导。上海大学的施思齐教授等，基于其团队对电化学和计算材料的理解，并结合沙特阿卜杜拉国王科技大学张更博士对相场模拟的理解，全面梳理了相场模拟在可充电电池中的应用，完成了题为“Application of phase-field method in rechargeable batteries”的综述。 该综述介绍了相场模型的一般理论框架以及在可充电电池领域应用需考虑的电化学因素。与经典的相场模型相比，电化学相场模型加入了电化学的基本因素（例如电场和弹性等）。作者从离子扩散、应力演化、电沉积三个方面总结了可充电电池领域相场模拟的现有工作。在可充电电池中，离子输运对于正极材料电极容量、充放电效率和循环性能等关键性质具有很大影响。在充电过程中，如果在电池正负极施加足够大的电流，并且金属阳离子在电池内部的扩散速度不够快，则会出现金属阳离子的浓度梯度。在某些材料中，电极材料晶体结构内的锂离子发生重组，则会引起电极材料的相分离。相场模拟可为离子输运行为的实验现象提供理论解释，增大了人们成功探索新有趣结构的可能性（图1）。
