这篇发表于 Vacuum(2026) 的论文，系统研究了在硫酸盐基电解液中添加不同浓度氧化石墨烯（GO，设置 0.0、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 g/L 共 6 组）对电沉积超薄电解铜箔性能的影响，核心结论如下：

• 力学性能与表面质量：GO 添加带来了明显的强化效果。在 0.8 g/L 时，铜箔表面平整度最优（粗糙度 Ra 低至 20.4 nm），断裂伸长率最高（5.11%）；当浓度提升至 1.0 g/L 时，抗拉强度达到峰值（407.47 MPa，较无 GO 对照组提升约 165 MPa）。不过浓度过高（如 1.2 g/L）会因 GO 团聚导致缺陷增加，性能反而回落。
• 耐腐蚀性表现：综合 Tafel 极化曲线和 Nyquist 曲线分析，0.6 g/L GO 的样品表现出最正的腐蚀电位（-0.187 V），而 0.8 g/L GO 的样品腐蚀电流密度最低，两者均表明在该浓度区间耐蚀性得到显著优化。
• 微观结构与强化机制：GO 在电沉积中充当异质形核位点，通过细晶强化（平均晶粒尺寸从 0.90 μm 细化至 0.63 μm）和弥散强化提升性能。同时，GO 促使晶体择优取向从 (111) 向 (220) 转变，增强了 Brass {110}<112> 和 Goss {110}<001> 织构，配合变形孪晶的形成共同改善力学性能。XPS 分析证实了 GO 与铜基体间形成了稳定的 Cu-O-C 共价键，既增强界面结合，又抑制表面 Cu(II) 氧化，兼顾了力学与耐蚀需求。

图 1：氧化石墨烯(GO)的微观形貌(SEM)
展示了 GO 典型的二维层状结构，便于其吸附在铜箔表面。
 

图 3：表面粗糙度(a)与应力-应变曲线(b)
直观呈现了不同 GO 浓度下铜箔表面平整度变化及 0.8 g/L、1.0 g/L 分别对应最优延伸率和强度。
 

图 4：电化学 Tafel 极化曲线与 Nyquist 曲线
反映不同 GO 浓度样品的耐腐蚀动力学和热力学特征，对应 0.6 g/L 和 0.8 g/L 的最佳耐蚀表现。
 

图 5：铜箔的 XPS 光谱分析
包含全谱、C 1s、O 1s、Cu 2p 的高分辨谱，验证了 Cu-O-C 键的形成和表面氧化抑制。
 

图 6：XRD 图谱与织构系数
展示 GO 诱导晶面取向从 (111) 向 (220) 转变的趋势，解释织构强化原因。
 

图 7：铜箔表面 SEM 显微形貌
对比了无 GO（A）到最优浓度（D, 0.8 g/L）及过量（E, 1.0 g/L）下的晶粒均匀性，D 组呈现均匀等轴晶且无微裂纹。
 

图 8 & 9：EBSD 晶界/织构分布与 TEM 微观缺陷
进一步从电子背散射衍射和透射电镜层面揭示 GO 促进细晶、孪晶及界面结合的微观机制。

       该研究针对新能源锂电用高端超薄铜箔的性能痛点，明确了GO掺杂的“最优浓度窗口”：0.8 g/L兼顾表面质量与塑性，1.0 g/L实现强度峰值，且GO通过细晶、织构调控和界面化学键合三重作用同步提升性能，为工业化生产高稳定性铜箔提供了可直接落地的参数依据。https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2026.115300

转自《石墨烯研究》公众号