一、研究背景

石墨炔是一种新型的二维碳同素异形体，其独特的sp-sp²碳原子、均匀的孔隙和高度的π共轭结构使其在能源、气体分离、催化、水修复、湿度传感器等相关领域具有广阔的应用前景。水系离子电池是指以水为电解液溶剂的二次电池，相比于传统的以有机物作为电解液溶剂的非水系离子电池，水系离子电池具有较高的安全性、较低的成本以及优异的倍率性能等优点，是当前电化学储能领域的重点研究方向之一。新兴的水系离子电池诸如水系锌离子电池、水系镁离子电池及水系铝离子电池等近年来得到了迅速的发展。但是水系离子电池的循环性能较差、电化学稳定窗口较窄以及副反应较多等缺点制约了其发展，石墨炔具有优异的电化学稳定性，同时其多孔结构可以调整溶剂化结构，有利于形成稳定而均匀的SEI层，从而有效解决水系离子电池存在的循环性能较差、电化学稳定窗口较窄及副反应较多等缺点。因此，石墨炔在水系离子电池的高性能电极材料的开发、新型隔膜体系的设计及稳定界面的策略等方面都取得了良好的应用。此外，石墨炔自下而上的分子结构设计策略使其具有易于修饰和掺杂的特点，改性的石墨炔类似物的构型和电子排布得到优化，提升了离子传输和电子输运能力，拓展了其在水系离子电池中的应用。

二、工作简介 （含主要图或表）

                   图文摘要

   该综述首先系统总结了石墨炔的结构与性质以及合成方法，包括石墨炔的化学结构以及电学、光学、磁学、力学等方面的性质；同时对石墨炔的合成方法按照原位化学合成法、界面辅助合成法、爆炸合成法以及液相范德华外延合成法进行了分类总结。此外，还从非金属杂原子掺杂、氢化及金属原子修饰3个方面介绍了石墨炔的结构调控与改性策略。

   随后，该综述重点讨论了石墨炔在水系离子电池的应用，从负极保护、正极包覆、隔膜设计及调节界面pH值4个方面总结了石墨炔在水系锌离子电池中的应用。此外，还总结了石墨炔在水系镁离子电池和水系铝离子电池的正极材料设计中的应用。

最后，该综述对石墨炔在水系离子电池中的研究仍存在的问题与挑战进行了综合评价，并提出了一些解决思路，对未来石墨炔在水系离子电池中的发展进行了展望。

New Carbon Materials 文章信息

徐显敏, 封文聪, 任静柯, 罗雯. 石墨炔在水系离子电池中的研究进展. 新型炭材料（中英文）, 2024, 39(3): 388-406.

XU Xian-min, FENG Wen-cong, REN Jing-ke, LUO Wen. A review of graphdiyne in aqueous ion batteries. New Carbon Mater., 2024, 39(3): 388-406.

doi: 10.1016/S1872-5805(24)60852-8

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