Advances in the Study of Heteratomic Graphdiyne Electrode Materials

doi:10.7503/cjcu20200598

Abstract

Abstract:

Carbon materials have become one of the most important materials for electrochemical energy storage devices due to their advantages， such as low price， easy preparation， environmental friendliness， high electrical conductivity and large specific surface area， in addition， they are suitable for ion storage and migration. Graphdiyne（GDY）， as a new two-dimensional carbon allotrope， is composed of benzene ring in sp² carbon hybridization form and acetylene bond in sp carbon hybridization form. This unique chemical structure， on the one hand， keeps the good conductivity of carbon materials， and on the other hand， forms a novel ion transport channel， which endows the carbon materials with different ion transport and storage characteristics. At the same time， on account of the adjustable spatial structure of graphdiyne， the electronic structure of graphdiyne can be fine-tuned through the introduction of heteroatoms， which greatly expands the application range of graphdiyne in the field of electrode materials. In this paper， the recent years’ work on heteroatomic graph-diyne electrode materials used in lithium ion battery， sodium ion battery， metal sulfur battery， capacitor， metal air battery， electrode protection and other energy storage fields is summarized， and the future development direction of graphdiyne electrode materials applied to the energy storage field is prospected.

Key words: Graphdiyne, Hetero hybridization, Lithium-ion battery, Sodium ion battery, Metal-air battery

CLC Number:

O646

TrendMD:

SUN Quanhu, LU Tiantian, HE Jianjiang, HUANG Changshui. Advances in the Study of Heteratomic Graphdiyne Electrode Materials[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(2): 366.

Figures/Tables 7

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Sample	Device	Capacity/(mA·h·g^-1)	Current density/(mA·g^-1)	Cycle	Ref.
Cl?GDY	LIBs	750	200	170	[20]
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S?GDY	LIBs	380	2000	1000	[23]
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PM?GDY	LIBs	483	5000	4000	[27]
MsGDY	LIBs	1020	50	40	[28]
H₁F₁?GDY	LIBs	2050	50	50	[30]
GDY?MoS₂	LIBs	1450	50	100	[31]
GDY?NS	SIBs	405	1000	1000	[37]
BGDY	SIBs	180	5000	4000	[38]
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HsGY	SIBs	600	100	100	[40]

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