第 2595章 解决锂晶枝
两个小时后,王诚取出那片铝箔。表面颜色变了,从银白色变成了浅灰色,那是氧化铝薄膜的颜色。他用去离子水冲洗干净,用氮气吹干,然后放到扫描电镜下观察。
孔道形成了。但不是他想要的那种瓶颈结构。孔径太大,大概两百纳米,而且分布不均匀,有的孔大,有的孔小,有的地方密,有的地方疏。他调出文献里的标准图像,和自己的样品对比,差距很明显。人家的孔道是六角形密排的,间距均匀,孔径一致。他的孔道像是被虫子啃过的木头,乱七八糟。
孙工凑过来看了一眼,说:“电压太高了。降到三十伏试试。”
王诚重新做了一片。这次电压三十伏,电流小了一些,氧化时间还是两个小时。取出来一看,孔径小了一些,大概一百五十纳米,但分布还是不均匀。孙工说:“再降。二十五伏。”
王诚又做了一片。二十五伏,孔径一百二十纳米,分布比前两次均匀了一些,但离理想状态还有差距。孙工说:“电解液的温度呢?你控制了吗?”
王诚说:“零度。用冰水浴。”
孙工说:“零度不够。试试零下十度。用乙二醇冷却。”
王诚愣了一下。“零下十度?电解液不会结冰吗?”
孙工说:“乙二醇不会。乙二醇的冰点,零下四十度。”
第一百二十六天,王诚弄到了一台低温恒温槽,能精确控制温度到零下二十度。他把电解液换成乙二醇和水的混合溶液,浓度配到冰点零下三十度。恒温槽的温度设到零下十度,铝箔放进去,通上电,电压二十五伏。
这次氧化了三个小时。取出来的时候,铝箔表面的颜色更深了,是深灰色的。他洗干净,吹干,放到扫描电镜下观察。
孔道形成了。六角形密排,间距均匀,孔径一致。孔径大概八十纳米,比锂晶枝的临界尺寸小了一倍多。他在孔道底部看到了那种瓶颈结构,孔道在靠近铝基体的地方逐渐收缩,从八十纳米缩到二十纳米左右,像一条河流从宽处流向窄处。
他看了很久,久到孙工走过来拍了拍他的肩膀。“小王,成了?”
王诚说:“成了。”
孙工凑到目镜前看了一眼,直起腰,点了点头。“成了。接下来,测性能。”
第一百二十八天,电池测试间。
王诚站在测试仪前面,屏幕上同时显示着六条曲线。六组电池,每组三个平行样,全部用的是阳极氧化铝隔膜。沟槽结构是六角形密排的,孔径八十纳米,瓶颈处收缩到二十纳米。
第一圈充电。电压平稳上升,电流稳定,没有波动。六条曲线几乎完全重合,像六条并行的河流。第一圈放电。电压平稳下降,容量正常。没有短路,没有异常发热。
第二圈。第三圈。第四圈。
跑到第五十圈的时候,王诚的手心开始出汗。五十圈是锂金属电池的一个坎,很多论文里的数据,跑到五十圈就开始衰减,跑到一百圈就彻底不行了。他的电池能跑多少圈?他不知道。他只能等。屏幕上的曲线还在跑,电压还是平稳的,容量还是正常的。第五十一圈,第五十二圈,第五十三圈。
跑到第一百圈的时候,王诚转过身,看着孙工。孙工的脸上没有表情,但他的眼睛里有光。
“孙工,一百圈了。”
孙工说:“继续跑。”
第一百一十圈,第一百二十圈,第一百三十圈。
跑到第一百五十圈的时候,测试仪自动停止了。不是因为电池坏了,是因为程序设定了循环上限。王诚看着屏幕上那条完美的容量保持率曲线,久久没有动。从第一圈到第一百五十圈,容量保持率百分之九十三。衰减百分之七。这个数据,比他预期的好得多。他预期的是一百圈衰减百分之十五,一百五十圈衰减百分之二十。现在是百分之七。
他转过身,看着孙工。“孙工,您看到了吗?”
孙工说:“看到了。”
他走到测试仪前面,调出每一圈的数据,一行一行地看。看了很久,然后转过身,看着王诚。“小王,你知道这个数据意味着什么吗?”
王诚说:“意味着,锂晶枝的问题,基本解决了。”
孙工摇了摇头。“不只是锂晶枝的问题。是你的隔膜,可以让锂金属电池的循环寿命,从几百圈,延长到上千圈。上千圈。你知道这是什么概念吗?”
王诚说:“什么概念?”
孙工说:“意味着,锂金属电池可以用了。不是实验室里用,是工厂里用。是汽车上用。是飞行器上用。”
他看着王诚。“小王,你的东西,可以走出去了。”
当天晚上,王诚坐在实验台前,面前摊着那个笔记本。他翻开今天那一页,在“第一百二十八天,阳极氧化铝隔膜,一百五十圈容量保持率百分之九十三”下面,又加了一行字:“成本问题。阳极氧化铝的工艺成本很低,但铝箔的纯度要求高。高纯铝箔,一平方米多少钱?工业级铝箔,一平方米多少钱?差多少?”
他算了一笔账。高纯铝箔,每平方米大概五十块钱。工业级铝箔,每平方米大概五块钱。差十倍。但工业级铝箔的纯度不够,杂质会影响阳极氧化孔道的均匀性。有没有办法用工业级铝箔做出同样均匀的孔道?他不知道。但这个问题,必须解决。否则他的技术,永远只能待在实验室里。
他合上笔记本,站起来,走到窗前。窗外,安置区的灯火还在亮着,那些从战火里逃出来的人正在安睡。他忽然想起刀小芸说过的那些话,想起她那双在讲台上亮得像灯一样的眼睛。她十七岁,已经做出了让全世界震惊的东西。他二十七岁,还在为一个材料成本的问题发愁。但他不着急。因为他知道,这条路,走对了。方向对了,剩下的只是时间问题。
他拿出手机,给刀小芸发了一条消息。“锂晶枝的问题,基本解决了。循环一百五十圈,容量保持率百分之九十三。”
发完之后,他看着屏幕上那个“已发送”,心里忽然有一种很奇怪的感觉。他想起三个月前再一次见到她的时候,她站在讲台上,身后是那张“四塔五蕴”的图,眼睛里亮得像两颗星星。那时候他觉得,她离他很远。现在,她离他近了一些。不是因为她走近了,是因为他往前走了一段路。
手机震了一下。刀小芸回复了。“恭喜。成本呢?”
王诚看着那两个字,笑了。她总是能问到最关键的地方。他回复:“还在优化。争取降到工业级铝箔的水平。”
刀小芸说:“好。等你消息。”
王诚把手机收起来,转过身,走回实验台前。桌上摆着几片用工业级铝箔做的样品,是他前几天做的,孔道不均匀,有的地方密,有的地方疏,像一片贫瘠的土地。他看着那些样品,拿起笔,在实验记录本上写了一行字:“第一百二十八天。工业级铝箔,孔道均匀性差。尝试优化阳极氧化参数。”写完之后,他放下笔,靠在椅背上,闭上眼睛。明天,还要继续。
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