干压多孔石墨烯之所以被使用，主要是因为它具有独特的机械能力，可以在无需化学添加剂的情况下适应表面不规则性。它充当一种高效的界面层，物理上压缩到固体电解质的微观间隙中，以建立卓越的电接触。
通过消除对溶剂或粘合剂的需求，干压多孔石墨烯解决了固态电池中物理接触的关键挑战，即使在低堆叠压力下也能最大化有效的电接触面积。
固态界面的挑战
微观断开
在固态电池系统中，金属电极和陶瓷电解质之间的界面很少是完美的。两种表面都具有微观不规则性和粗糙度。
当这些刚性材料堆叠在一起时，它们之间会留下物理间隙。这些间隙会减小有效接触面积，导致界面电阻高，性能下降。
共形层的作用
多孔石墨烯充当共形界面层。与桥接间隙的刚性材料不同，这种材料可以填充它们。
它占据了金属和陶瓷之间的物理空隙，确保了整个表面的导电路径是连续的，而不是局限于少数几个高接触点。
干压的力学原理
低压变形
多孔石墨烯的一个决定性特征是其独特的干压能力。
大多数材料需要巨大的压力才能使其进入表面不规则性。然而，多孔石墨烯可以在相对较低的压力下压入电解质盘的表面缺陷中。这减少了组装过程中施加在脆弱陶瓷电解质上的机械应力。
消除化学添加剂
传统方法通常依赖于含有溶剂或粘合剂的湿浆料来产生粘附力。
多孔石墨烯完全作为一种干法工艺起作用。它依赖于机械压缩而不是化学粘合剂。这导致了一个更清洁的界面，没有通常由粘合剂引入的电阻性或化学不稳定的副产物。
操作优势和注意事项
高性能接触
固态设计中的主要权衡通常是接触质量和制造复杂性。多孔石墨烯通过简单的压缩方法提供高性能接触，从而绕过了这一点。
通过有效地填充物理间隙，它显著增加了有效电接触面积。这是在没有湿法加工界面相关的复杂固化或干燥步骤的情况下实现的。
“消耗品”方面
该材料被归类为高性能碳消耗品。
这意味着虽然它是导电性的关键赋能组件，但它是一种专门引入以管理界面力学的独立材料层。它的效用源于其变形和牺牲其几何形状以匹配电解质表面的能力。
为您的目标做出正确选择
为了确定这种材料方法是否符合您的具体工程要求，请考虑以下几点：
- 如果您的主要重点是最大化导电性：多孔石墨烯通过物理填充微观间隙而表现出色，从而显著增加了有效电接触面积。
- 如果您的主要重点是制造简单性：无需溶剂或粘合剂即可应用此材料，简化了组装过程并消除了干燥步骤。
- 如果您的主要重点是机械稳定性：即使在低堆叠压力下，这种材料也能让您保持牢固的电接触。
通过利用多孔石墨烯独特的干压特性，您可以有效地用可靠的机械共形性取代复杂的化学粘附。
总结表：
| 特征 | 干压多孔石墨烯 | 传统界面方法 |
|---|---|---|
| 应用方法 | 干式机械压缩 | 湿浆料（溶剂/粘合剂） |
| 界面质量 | 共形（填充微观间隙） | 桥接表面不规则性 |
| 堆叠压力 | 低（保护脆弱陶瓷） | 通常需要非常高的压力 |
| 化学纯度 | 高（无电阻副产物） | 较低（残留粘合剂/溶剂） |
| 工艺复杂性 | 简单（无干燥/固化） | 复杂（多道工序） |
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参考文献
- Coby H. Scrudder, Yi Lin. Ionic conductivity measurements of solid state electrolytes with coin cells enabled by dry-pressed holey graphene current collectors. DOI: 10.3389/fenrg.2025.1684653
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
