作者:威利 信用:威利 锂离子电池通常含有石墨碳作为阳极材料
科学家研究了碳纳米网石墨作为一种新型二维碳网络在电池应用中的适用性
石墨像石墨烯一样扁平和薄，石墨烯是石墨的一个原子层薄版本，但是它具有更高的孔隙率和可调的电子特性
在《Angewandte Chemie》杂志上，研究人员描述了它从定制的前体分子进行简单的自下而上的合成
碳材料是锂离子电池中最常见的正极材料
它们的层状结构允许锂离子在电池循环过程中进出层间空间，它们具有高导电性的二维六边形晶格，并且它们形成稳定的多孔网络以有效渗透电解质
然而，结构和电化学性能的微调是困难的，因为这些碳材料大部分是在自上而下的合成中由聚合碳物质制备的
石墨是一种由六边形碳环通过两个乙炔单元桥接而成的混合二维网络(名称中的“石墨”)
石墨二炔被认为是分离同位素或氦的纳米网状膜
然而，它独特的电子性质和网状结构也使石墨适用于电化学应用
来自北京中国科学院的黄长水和他的同事研究了特制的、电子调节的石墨二炔衍生物的锂存储能力和电化学性质
科学家们通过在铜箔上添加前体分子，自组织形成有序的层状纳米结构，以自下而上的策略合成了石墨烯衍生物
利用含有感兴趣的电子性质的官能团的单体，作者制备了具有独特的电化学和形态性质的功能性石墨烯
作者报道说，在这些官能团中，那些发挥吸电子效应的官能团减小了石墨二炔的带隙并增加了其导电性
氰基特别有效，当用作阳极材料时，氰基改性的石墨二炔表现出优异的锂存储能力，并且稳定数千个循环，正如作者所报道的
相比之下，当石墨二炔用向石墨二炔网络提供电子的大官能团(甲基)改性时，作者观察到更大的层间距，这使得材料结构不稳定，使得阳极仅经受几次充电和放电循环
作者还将两种改性的石墨材料与“空”版本进行了比较，在“空”版本中，只有氢占据了网络中官能团的位置
作者的结论是，改性石墨二炔可以通过自下而上的策略制备，这也最适合于构建电池、电容器和其他电催化设备的功能性二维碳材料结构
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