锂电池最有潜力的新材料之一是什么材料、什么材料是锂电池最有潜力的新材料之一的呢、
来源：宝鄂实业
2019-04-25 12:51
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石墨烯材料性能优异、应用广泛，有广阔的市场空间和持续的增长潜力。远期随着制备成本的下降以及产品应用的开发，石墨烯材料的渗透率和使用量有望迎来飞速提升。中信证券认为，目前石墨烯业务在相关上市公司盈利中贡献还不大，但积极涉足石墨烯产品的公司值得持续跟踪关注。
性能优异，应用领域广泛，是最有潜力的新材料之一。石墨烯材料具备优异的导电性、出色的机械性能、极高的导热性、超大比表面积、优异的阻隔性能等，在锂电池导电浆料、涂料涂层、导热膜、柔性显示以及传感器方面都有应用，目前下游各类产品的开发方兴未艾，市场基数小，潜力巨大，中信证券预计到2020年石墨烯的市场规模将从目前的120亿元达到230亿元左右。
石墨烯泡沫，是以准二维石墨烯作为基本组件，以无序堆砌为主要建构方式铰接而成的三维多孔材料，属于碳海绵的一种典型形式；其孔洞类型主要包含宏观结构孔和微观缺陷孔两种，尺度上可以小到纳米级，大至毫米级。由于兼备了石墨烯与多孔材料的优点，石墨烯泡沫受到了国内外科技界越来越多的关注。但就已有的大量实验研究来看，该泡沫优异性能背后的物理机制尚不清楚，准二维石墨烯重组为三维网络的应力传递特性也缺乏理解，石墨烯泡沫受外载时的介观动力学演化过程更是无法原位再现。在这样的背景下，近三年来，一些微纳米尺度的理论研究也渐次展开。
由于泡沫材料本身的结构复杂性限制了理论研究手段的施展，已有的计算模型皆由完美的石墨烯堆砌而成，而实际石墨烯泡沫是由含有本征缺陷或孔洞的真实石墨片通过化学或物理铰链固结而成的层级多孔结构，这就造成了理论与实验的严重脱节。
研究人员借助孔片网络，不仅对各种工况下的单轴超压缩与回复行为做了系统的预测，还用相关文献资料中的力学测试数据做了辅助检验；在此基础上，他们用动态分析的方式揭示了局部微结构的动力学演化过程，并结合Virial应力云图从连续统的角度深入分析了这种拟真实体系的应力传递细节（动画可从官网直接下载）。另外，研究人员还进一步构建了一种新型的石墨环泡沫，并与完美石墨烯泡沫和拟真实多孔泡沫进行了系统的比较分析，发现这种全新的线团结构和完美的泡沫骨架在超弹性性能，特别是回复行为上皆不如拟真实的泡沫体系，这从理论上告诉实验工作者，无须担忧石墨烯泡沫中石墨烯的本征孔洞，而应将工作重点放在调控该泡沫的孔片比以及孔的形态或数目等方面（在材料学上实现“变废为宝”）。值得指出的是，该研究也发现了泡沫内部有趣的介观互锁现象，并据此对塑性变形和残余变形从微结构演化机制上做了细致的区分，丰富了连续介质力学的内涵；同时，还发现粗粒键平均长度随外载的变化曲线存在反常的转变点，该转变点大约在压缩应变的70%~80%之间，这从介观尺度上对超压缩这一抽象概念做了科学上的定量界定。
