目前市面上有三種主流類型的固體電解質(zhì),分別為:聚合物、氧化物、硫化物這三大類。
在這三類中硫化物固體電解質(zhì)的發(fā)展?jié)摿薮?,其分類下的三元硫化物更是熱門研究方向。
而秦風(fēng)所制作的固體電解質(zhì)卻是氧化物分類下的非晶態(tài)LiPON型。
非晶態(tài)LiPON型固體電解質(zhì)也叫做固態(tài)薄膜電解質(zhì)。
固態(tài)薄膜電解質(zhì)雖然上限數(shù)據(jù)沒有硫化物的高,但也能做到基本持平,不會被拉下多少。
并且固態(tài)薄膜電解質(zhì)的穩(wěn)定性安全性上是在全分類中排名數(shù)一數(shù)二的。
在遇到劇烈刺激的情況下并不會像硫化物一樣冒出刺鼻的黃煙然后自燃爆炸。
相反固態(tài)薄膜電解質(zhì)會安安靜靜的自己完成放電工作,將危險扼殺在搖籃中。
不過固態(tài)薄膜的制作工藝繁瑣且成功率低下,導(dǎo)致推廣應(yīng)用困難。
而秦風(fēng)使用的制作方式只能夠解決掉成功率低下的問題,工藝繁瑣的問題依舊沒有解決。
對于秦風(fēng)來說,這個問題能夠分分鐘解決掉,但他并不想解決,不是不愿意,而是沒必要。
這份固態(tài)金屬鋰電池的技術(shù)屬于科技封鎖時期誕生的產(chǎn)物,很多地方的制造工藝上并沒有和現(xiàn)在的有差別。
若是秦風(fēng)選擇使用更新更好的技術(shù),就得需要重新設(shè)計工業(yè)制造方面的流程。
況且以現(xiàn)代工業(yè)還不一定能將更換部分所需要的設(shè)備生產(chǎn)出來,這種吃力不討好的事情秦風(fēng)才懶得做。
直接用未來成熟又能兼顧現(xiàn)代工業(yè)的技術(shù)它不好嗎?省心省事省力。
至于工藝問題和成功率問題,秦風(fēng)相信以固態(tài)金屬鋰電池的性能碾壓下,這些問題都不算是問題。
這些工藝復(fù)雜的問題頂多只會影響到制造成本上,在性能碾壓的情況下,成本略高的情況下也一定會有很大的市場。
按照意識空間中練習(xí)的步驟,秦風(fēng)將初步溶解完成的材料一一涂抹擺放整齊。
隨后將其放入鍍膜系統(tǒng)當(dāng)中,進行加工合成。
在儀器系統(tǒng)的操作面板上,秦風(fēng)將參數(shù)一一設(shè)定確認,再三確認無誤后便按下啟動按鈕。
隨著儀器的啟動,秦風(fēng)便開始下一步制作計劃。
其實按正常情況來說,秦風(fēng)需要守在儀器前,等待加工結(jié)束。
但秦風(fēng)在意識空間中做了不知道多少次實驗,最后結(jié)果都是成功。
如果出現(xiàn)失敗情況,無非就兩種情況,這臺設(shè)備有問題,又或者是材料方面有貓膩,才導(dǎo)致失敗。
而且在這干等著也浪費時間,不如去干點有意義的事情,比如解決電池其他部位的問題。
除了核心部件固態(tài)電解材質(zhì)外,固態(tài)金屬鋰電池還有兩個十分重要的地方。
電解質(zhì)與電極之間的界面和金屬鋰負極與電解質(zhì)的反應(yīng)。
這兩項問題才是電池的發(fā)展最大問題,秦風(fēng)交給老爸的論文中便是提出如何解決這兩項問題的。
不過當(dāng)初上交的屬于閹割版,只提供了一個思路方向,并沒有將核心內(nèi)容完全展示。
秦風(fēng)按照制作流程很快便將難點部件給一一制作出來。
看了看時間事先制作的固體薄膜電解質(zhì)也應(yīng)該快要完成。
秦風(fēng)將部件提前放入干燥氬氣手套箱中,隨后回到鍍膜系統(tǒng)儀器前,果然此刻正在進行最后的散熱降壓緩解。
隨著隔離倉上的紅燈轉(zhuǎn)為綠燈,示意可以打開進行轉(zhuǎn)移材料。
秦風(fēng)屏住呼吸,迅速將其打開取出倉內(nèi)已經(jīng)完成的固體薄膜電解質(zhì)。
在取出后,秦風(fēng)用最快的最穩(wěn)的速度再將其放入手套箱中,并且去除水氧含量。
這一項步驟屬于這個工藝中的難點,如果讓剛剛完成的固體薄膜電解質(zhì)在空氣中多呆一會,在空氣中的水和氧會導(dǎo)致其活性降低。
因此秦風(fēng)需要以最快最穩(wěn)的速度將他放入手套箱中進行進一步的處理制作。
放入手套箱后的下一個步驟就是需要檢查固體薄膜電解質(zhì)。
雖然秦風(fēng)在在意識空間中練習(xí)了數(shù)百次這套動作,已經(jīng)到了行云流水穩(wěn)定不會錯的地步。
但中間會不會出現(xiàn)錯誤誰也說不好,因此得進一步的檢查,確認沒有問題后才能進行與其他部位進行拼裝結(jié)合。
經(jīng)過電化學(xué)掃描后確認沒有任何問題,秦風(fēng)便開始制作第二批固體薄膜電解質(zhì)。
由于實驗室內(nèi)的儀器設(shè)備緣故,不能一次性將一枚電池所需要的電解質(zhì)給全部做完。
得需要進行分批制作,最后再進行整合連接。
按照第一批出產(chǎn)的量來計算,秦風(fēng)估計再做個兩批應(yīng)該就能夠滿足一枚18650電池規(guī)格的需要。
經(jīng)過數(shù)小時的制作等待,秦風(fēng)終于將所有部件材料完成。
接下來就是在手套箱中進行拼裝,這個過程五六分鐘便搞定了。
到這固態(tài)金屬鋰電池便算是做好了,只不過是一個沒有外殼的電池。
固體薄膜電解質(zhì)在有保護后便可以從手套箱中取出,隨后將組合好的核心部分放入18650規(guī)格的外殼中。
在做好填充封閉后,一枚三無固態(tài)金屬電池便誕生了。
帶著這枚剛制作好的電池秦風(fēng)來到旁邊的測試區(qū)域,準備開始進行一些簡單的測試。
而第一步就是充能放電。
按照目前手中這枚電池的能量密度計算,其中容量大約在7000毫安至7300毫安之間。
以實驗室的快充設(shè)備來看,大概要六七分鐘左右才能將其充滿電。
秦風(fēng)將電池放入快充設(shè)備后,便將防爆板關(guān)上,隨后啟動快充。
在等待充電的期間秦風(fēng)開始制作第二批電池的準備。
為電池充電的時間很快便過去了,秦風(fēng)回到快充設(shè)備前,在面板上顯示著輸入電量已經(jīng)有7200毫安了。
看來制作工藝還是十分完美的,快要趕上極限數(shù)據(jù)了。
相比較于特斯拉使用的18650鋰電池,秦風(fēng)這款三無電池的電池容量已經(jīng)超過其兩倍有余。
不過秦風(fēng)并沒有取下電池,而是直接啟動一系列的電池檢測程序。
除了擠壓刺穿這種破壞性的測試沒做之外,其他各種環(huán)境全部折騰了個遍。
最終秦風(fēng)也拿到了一份電池的初步報告成績。
固態(tài)金屬鋰電池的能量密度能夠達到600Wh/kg,其中電池每克毫安能夠達到165mAh/g。
而充放測試的結(jié)果無法直接獲得,但從固態(tài)薄膜電解質(zhì)的降解率來推算其沖放次數(shù)能夠達到一千次左右。
并且達到一千次極限沖放后電池也不會報廢,而是內(nèi)部容量會下降至原來的百分之三十左右。
只有繼續(xù)使用超過一千三百次后才會徹底報廢。
霜木凌
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