具石墨烯多孔双层优势：从面内造孔到储能应用的多孔石墨烯材料

多孔石墨烯是指在二维基面上具有纳米级孔隙的碳材料，多孔石墨烯不仅保留了石墨烯优良的性质，而且相比惰性的石墨烯表面，孔的存在促进了物质运输效率的提高，特别是原子级别的孔可以起到筛分不同尺寸的离子/分子的作用。

尽管石墨烯在储能领域展现出广阔的应用前景，然而由于在电极制备过程中石墨烯片层的堆叠导致缓慢的离子传输动力学以及下降的活性表面积，严重阻碍其实际应用。基于此，在石墨烯片层上造孔成为一种有效的方法，使多孔石墨烯材料具备石墨烯和多孔材料双重优势。尽管目前已经证明了面内多孔石墨烯材料应用于电化学储能的可行性，但是在其实现商业化之前还有如下问题需要解决:

1大多数制备方法仅限于实验室规模生产，因此有必要探索更有效的制备策略，以实现面内多孔石墨烯材料的大规模生产。

2在制备面内多孔石墨烯材料的过程中，如何精确控制孔尺寸大小和分布仍然是一个挑战。

3石墨烯片层上面内孔的引入会降低导电性，因此需要平衡多孔石墨烯材料的多孔性和导电性。

4多孔石墨烯材料具有开放的孔结构，可以使离子有效传输，但也可能导致较低的振实密度，降低器件的体积功率/能量密度。

与相对完美的石墨烯片层相比，面内多孔石墨烯在高性能储能器件方面具有诸多优势

1、面内多孔石墨烯片层的离子扩散路径更短，离子可直接穿过多孔石墨烯片层。

2、面内多孔石墨烯的缺陷区域更多，使得石墨烯片层之间的π–π相互作用减弱，缓解其堆叠问题，也可以使其具有更多的活性表面。

3 、面内多孔石墨烯片层具有更多的活性位点和更大的电化学反应有效表面积，有利于能量密度的提高。

4、面内多孔石墨烯片层的边缘具有丰富的化学活性位点，使其具有高催化活性。