xgraphene二维碳材料
高刚抗缺陷
由5-6-7碳环构成的石墨烯衍生物，力学性能受缺陷影响小于常规石墨烯，有望作为高稳定性电池负极材料。
Peng, Qing · Ao, Li · Gen, Chen · Zeyu, Huang · Xue, Chen · Cai, Xintian · 胡中伟 · 陈晓嘉
Computational Materials Science 2025
参数信息
- 杨氏模量（温度敏感性）
- 6.4 %
- 杨氏模量（空位缺陷敏感性）
- 22 %
- 杨氏模量（空位缺陷敏感性）
- 20 %
- 杨氏模量（矩形缺陷长度敏感性）
- 4.9 %
- 杨氏模量（圆形缺陷直径敏感性）
- 5.4 %
- 杨氏模量（圆形缺陷直径敏感性）
- 5.3 %
技术优势
缺陷容忍度高
3% 空位浓度下杨氏模量仅降低 22%（锯齿）和 20%（扶手椅），优于一般石墨烯对缺陷的敏感性。
高温稳定性好
从 1 K 到 900 K，杨氏模量仅降低 6.4%，适合在宽温域下工作的电池负极。
各向异性刚度
扶手椅方向杨氏模量比锯齿方向高 1.0%，可根据受力方向优化设计。
应用场景
- 高性能电池负极：其缺陷容忍性可保障负极在充放电体积变化下的机械完整性。
- 石墨烯衍生材料：由5-6-7碳环构成，扩展了石墨烯类材料的力学性能谱系。
- 二维纳米材料：提供二维纳米材料在缺陷和温度影响下的力学数据基准。
- 仿生材料：其5-6-7环结构可启发模仿生物材料缺陷容忍的力学设计。