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第107章:固态设想:电解质新方向(1 / 1)

林风盯着显微图象里的沉积痕迹,手指在桌边轻轻敲了一下。

陈小满站在测试仪前没动,屏幕上的电压曲线依然平稳,但刚才那个八毫秒的畸变像根细刺扎在脑子里。

“我们一直在改电解液。”周雨晴忽然开口,“可不管怎么调,它还是液体。”

所有人都转头看她。

“液体天生有流动性。”她走到白板前,拿起笔画了个简单的电池结构,“只要存在流动,就不可能完全避免局部浓度差异。充放电次数多了,某些点位离子堆积,电流就会集中走那边。”

“你是说,问题出在形态上?”张铁柱问。

“不是问题,是限制。”周雨晴把笔尖点在负极位置,“我们现在的思路是让液体更稳定,但再稳定也是液态。如果能把电解质做成固态呢?没有流动,就没有浓度差,自然也不会出现电流密度过高的点。”

实验室安静了几秒。

“固态电解质。”李梦瑶低声重复了一遍,“理论上确实能解决均匀性问题。”

“难点在哪?”林风直接问。

“导电率。”周雨晴写下三个字,“现在已知的固态材料,锂离子迁移速度普遍不如液体。我们这套系统要求高倍率充放电,普通固态根本扛不住。”

“还有界面接触。”李梦瑶接话,“液态能自动贴合电极表面,固态是硬碰硬。稍微有点不平,接触面积就打折,内阻立刻上升。”

“高温烧结能改善接触。”张铁柱说,“我以前修高压设备时见过陶瓷基片,用高温压合,几乎能贴死。”

“温度太高会伤材料。”周雨晴摇头,“我们的正极是复合有机物,超过一百二十度就开始分解。”

“那就低温成型。”林风说,“有没有能在常温下固化的材料?”

“有。”周雨晴点头,“比如硫化物体系,有些配方室温就能工作,离子电导率接近液态水平。”

“风险是什么?”

“遇水不稳定。”她写下一个反应式,“空气中水分足够让它分解出硫化氢。不仅腐蚀设备,还可能影响人体。”

“封闭环境操作就行。”林风看向通风柜,“先试小样。”

“还有一个问题。”李梦瑶翻开资料,“硫化物原料成本高,提纯难度大。我们现在用的废料回收渠道,拿不到合格的初级矿源。”

“不用硫化物。”林风说,“换别的体系。”

众人一愣。

“你有方向?”周雨晴问。

“氧化物。”林风走到原料架前,取出一瓶白色粉末,“氧化锆、氧化镧这些,废品站常见。高温电器拆解下来的陶瓷部件里就有。”

“但氧化物通常需要一千度以上才能激活。”陈小满皱眉,“我们没法做到那种温度。”

“我可以控制结构。”林风把手放在瓶身上。他的能力能直接重组分子排列,跳过高温烧结过程。

“如果你能做出纳米级的超薄层呢?”周雨晴突然想到,“厚度降到微米以下,离子迁移距离缩短,即使本身电导率不高,整体表现也能提升。”

“而且越薄越容易贴合。”李梦瑶补充,“配合柔性基底,可以适应电极的微小形变。”

“试一下。”林风已经戴上手套,“先做氧化镧掺杂的锆酸盐薄膜。”

张铁柱搬来溅射设备,清洗腔体。陈小满检查真空泵压力。周雨晴列出配比方案,李梦瑶开始称量试剂。

林风将原料倒入坩埚,激活加热程序。温度升到四百度时,他双手复上炉体,体内异能缓缓渗入材料内部。分子开始重新排列,形成有序晶体结构。

“降温。”他说。

半小时后,一片半透明的薄膜被取出。厚度三点二微米,表面光滑无裂纹。

“送检测。”

陈小满接入电化学工作站。第一轮测试显示,室温下锂离子电导率达到每厘米一乘十的负四次方西门子,虽然不如液体,但处于可用区间。

“加压测试。”林风说。

他们用微型探针施加局部压力,仿真电极膨胀。薄膜未断裂,电导数值波动小于百分之五。

“接触性不错。”周雨晴记录数据,“至少在这个尺度下,机械稳定性达标。”

“做电池模块。”林风说,“正负极用现有材料,中间夹这层薄膜。”

组装耗时两小时。新的三明治结构电池完成。

接入测试台,开始首次充放电。

电流逐步提升。

五百毫安时,正常。

一安时,电压稳定。

两安时,未见异常。

“继续。”

三安时,曲线依旧平直。

“能做到多少?”张铁柱盯着读数。

“设计上限是五安时。”周雨晴看着参数表,“按这个趋势,应该没问题。”

电流调至四安时。

持续十分钟,无衰减。

“接近极限了。”陈小满提醒,“要不要停?”

“再加一点。”林风说,“试峰值。”

电流升到五点二安时。

突然,监测器发出短促提示音。

“温度上升!”李梦瑶看向红外成像图,“连接点局部达到七十六度!”

“断电!”

林风立刻切断电源。

打开外壳检查,发现正极引脚附近有轻微碳化痕迹。

“不是电解质的问题。”周雨晴用放大镜观察,“是金属箔和陶瓷膜之间的过渡区,接触不够紧密,导致电阻升高发热。”

“加缓冲层。”林风说,“用石墨烯混合银浆涂一层,增强导电衔接。”

“材料够吗?”张铁柱问。

“我来合成。”林风指向角落的回收碳棒,“废电路板里能提取石墨,银可以从旧触点熔炼。”

“时间要多久?”

“今晚就能出第一批。”

“那明天早上继续测试。”周雨晴合上笔记本,“先把今天的数据整理出来。”

李梦瑶开始归档记录。陈小满备份测试曲线。张铁柱拆解故障模块,准备清理部件。

林风站在操作台前,手里捏着那片烧损的薄膜边缘。

“我们之前太依赖液体了。”他说,“总觉得改配方、加添加剂就能解决问题。其实换个形态,可能路就宽了。”

“可固态不只是换个材料。”周雨晴靠在桌边,“整个封装工艺都得重做。现有的灌装线完全用不上。”

“那就建新线。”

“成本呢?”

“省在别处。”林风放下薄膜,“外壳可以用再生塑料注塑,隔膜自己做,电极涂层也改用低温沉积。”

“等于从头搭一套体系。”

“本来就是。”林风看着空掉的测试舱,“老办法走到头了,现在只能往前闯。”

第二天清晨,新一批薄膜制备完成。这次在两侧增加了石墨烯-银复合过渡层,厚度控制在八百纳米。

电池重新组装。

接入负载,激活充放电程序。

电流从零缓慢爬升。

五百毫安时,通过。

一安时,稳定。

三安时,无波动。

五安时,持续十五分钟,温度最高点为六十一度,分布在电极端子,非界面局域。

“成了?”张铁柱看着读数。

“再拉一次循环。”林风说,“连续充放一百次,看衰减情况。”

测试继续。

前三十次,性能无明显变化。

第五十次,容量保持率为百分之九十八点三。

第八十次,仍维持在百分之九十六以上。

第一百次结束,拆解检查。

薄膜完整,无裂纹,无分层。电极表面均匀,未见镀锂痕迹。

“均匀性达标。”李梦瑶递上检测报告。

“低温呢?”林风问。

“进冷冻舱。”

新模块被放入零下三十度环境,静置两小时后尝试充电。

初始内阻略高,但五分钟后进入正常输出状态,效率恢复至常温下的百分之八十九。

“可以接受。”周雨晴点头,“比大多数商用电池强。”

“下一步是扩大尺寸。”林风说,“做标准模块,验证量产可行性。”

“材料来源怎么办?”陈小满问,“现在这批是手工做的,真要上规模,光靠废料提炼不够。”

“联系几家回收厂。”林风说,“谈长期供货。另外,查查有没有被淘汰的陶瓷生产线,便宜收过来改造。”

“资金够吗?”

“卖一批储能设备。”林风说,“上次做的小型原型机,已经有企业问价。”

“不能全卖。”周雨晴提醒,“留足研发备用。”

“分批量出货。”林风走向原料区,“先解决产线问题。有了设备,才能谈产量。”

张铁柱记下须求清单。李梦瑶开始起草合作协议模板。陈小满联系合作厂商询价。

周雨晴站在白板前,画出一条完整的工艺流程线。从原料处理到薄膜制备,再到叠片封装,全部基于现有条件可实现。

“如果我们能把成本压到每瓦时两毛以下。”她说,“就有机会打进低端市场。”

“不止低端。”林风说,“高端一样能打。固态安全性高,不怕穿刺,不怕高温,军用、车载都能用。”

“可别人也在研究固态。”

“但他们走的是高成本路线。”林风指着白板,“我们从废料起步,天然带着降本基因。这条路,只有我们能走通。”

会议室里没人说话。

图纸上的线条清淅,象一道新开的路。

林风拿起笔,在流程末端补上一行字:

他放下笔。

门外传来电机激活的声音。

新到的一台旧式压延机正在卸货,铁架落在水泥地上,发出沉闷的响声。

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