第431章 界面的叹息(1 / 2)
2016年9月28日。四川成都。向阳能源——亚迪汽车联合试制基地。
窗外的秋雨绵绵不绝,打在刚刚封顶的厂房彩钢瓦上,发出单调的噼啪声。
但在恒温恒湿的干燥房内,气氛却燥热得如同即将爆发的火山口。
“停止充电!快切断电源!”
随着一声惊恐的吼叫,一名工程师猛地拍下了红色的急停按钮。
实验台上,那块刚刚封装好的软包电池,像是一个愤怒的气球,以肉眼可见的速度迅速鼓胀起来。紧接着,“噗”的一声轻响,铝塑膜破裂,一股刺鼻的白烟喷涌而出,触发了烟雾报警器。
刺耳的警报声响彻整个车间。
林向阳站在防爆玻璃后面,脸色铁青。在他身边,亚迪汽车的王董摘下护目镜,重重地叹了一口气。
“这是第几次了?”林向阳问。
“第十七次。”
王博顶着两个巨大的黑眼圈,手里拿着平板电脑,看着上面惨不忍睹的数据线,“只要充电倍率超过0.5C,内阻就会呈指数级飙升。电压瞬间拉满,但电根本充不进去,全变成了热量。”
“热失控。”王董作为电池专家,一针见血地指出了问题,“这就是固态电池的死穴。”
工作人员启动了排风系统,白烟逐渐散去。
林向阳走进实验室,看着那块废弃的电池。为了这块电池,他们用了林安然算出来的最完美的“镧系掺杂”粉末,用了亚迪最好的极片工艺,可结果依然是一堆废料。
“接通安然的视频。”林向阳沉声道。
大屏幕亮起,林安然那张略显憔悴的脸出现在画面中。她此时远在北京的实验室,但显然也一直在关注这边的进度。
“哥,我看过数据了。”
林安然的声音里透着深深的无奈,“问题不在材料,而在界面。”
她在屏幕上投射出一张微观结构图。
“液态电池里,电解液是水,正负极材料是石头。水能渗透进石头的每一个缝隙,离子传输是无死角的。”
“但现在,我们的电解质也是固体粉末。这就变成了‘石头碰石头’。”
林安然用两只拳头互相对撞了一下,“无论我们用多大的压力去压实,微观层面上,它们之间依然有大量的空隙。一旦开始充电,材料发生体积膨胀,原本接触的地方就会断开。”
“接触不良,电阻就大;电阻大,就发热;一发热,副反应加剧,产生气体。”
“这就是‘固-固界面的叹息’。”林安然苦笑道,“这是物理规律,光靠配方解决不了。”
实验室内一片死寂。
王董摸着下巴上硬茬茬的胡子,眉头紧锁:“如果是液态,我们通常加一点添加剂润湿一下就行。但这可是全固态,加了液体就破功了。这简直是个死结。”
林向阳盯着那张微观图,看着那些像悬崖一样分离的颗粒界面。
“既然石头碰石头不行……”
林向阳喃喃自语,“那如果我们给每一块石头,都穿上一层‘紧身衣’呢?”
“什么意思?”王博愣了一下。
“如果有一层极薄、导电性极好、又能适应体积膨胀的软膜,包裹住每一个正极材料颗粒,填平那些缝隙呢?”
“理论上可行。”林安然点头,“但这需要纳米级的包覆工艺。涂层厚了,阻碍离子传输;薄了,包不住。而且均匀度要求极高……我们现有的涂布机,精度是微米级的,根本做不到。”
“微米级不行,那就用纳米级。”
林向阳猛地抬起头,眼神中闪过一道精光。他突然想到了几天前在东方光电看到的场景。
“老王,给陈董打电话。”
“陈董?东方光电的陈董?”王博有些摸不着头脑,“他在隔壁园区搞屏幕呢,叫他来干嘛?这电池的事儿他也不懂啊。”
“他不懂电池,但他懂膜。”
林向阳的嘴角勾起一抹弧度,“造OLED屏幕,是在玻璃上蒸镀有机发光材料,那厚度只有几十个原子。他们用的技术,叫ALD原子层沉积。”
“那是半导体级别的工艺。如果用来造电池……”
王博的眼睛瞬间瞪圆了,嘴巴张得能塞进一个鸡蛋,“卧槽!降维打击?!”
……
半小时后。
一辆黑色的商务车急刹在实验室门口。
东方光电的陈董带着两名技术总监,一脸懵圈地被林向阳“请”了过来。
“向阳啊,我这正开会呢,你火急火燎地把我拉来,说是要我看个宝贝?”陈董一边擦眼镜上的雨水,一边抱怨道。
“陈董,救命的宝贝。”
林向阳也不废话,直接把陈董拉到那台价值千万的扫描电子显微镜前,“你看看这个。”
陈董凑过去看了一眼。
屏幕上是放大了一万倍的电池极片表面。那些正极材料颗粒和电解质粉末虽然压在一起,但中间坑坑洼洼,像是一片破碎的戈壁滩。
“这涂布工艺太糙了。”
陈董出于职业习惯,脱口而出,“颗粒度不均,孔隙率太高,成膜性极差。这是谁干的?如果是我的产线,这种工程师早被开除了。”
旁边的亚迪王董老脸一红,咳嗽了两声:“咳咳……陈董,这是我们目前最好的锂电涂布工艺了。”
“哦,是老王啊,抱歉抱歉。”陈董这才发现王董也在,赶紧打圆场,“术业有专攻嘛。你们搞电池的是粗活,我们搞显示屏的是绣花活。”
“陈董,我就要你的绣花活。”
林向阳指着屏幕,“能不能用你们的ALD设备,给这些直径只有几微米的颗粒,均匀地镀上一层5纳米厚的钛酸锂缓冲层?”
“5纳米?”
陈董倒吸一口凉气,像看疯子一样看着林向阳,“你知道那是多少层原子吗?大概就几十层!你让我用造芯片、造高端屏的设备,来给你‘炒’电池粉末?”
“你就说能不能做。”