297高能量電池
接著張衝志來到高能電池研發和生產中心,廠長梁思廣帶領著一干技術骨幹和負責人將他接到會議室,研討新型高能電池的研發和生產。
三十多人坐定後,梁思廣先說:“今天是我們中心啟動以來的第71天,在這些日子裡,各位一心撲在工作上,加班加點,不停地進行試驗。
研發正負極材料、電解液、固體材料、硫碳複合材料、固體電解質等都實現了實驗室的製造工作,正在進行批次生產中。
下面請硫電池正負極材料組、電解液、固體電解質組、輸放電組按順序進行彙報。
鋰空電池研究團隊也要按這個順序進行彙報,好現在開始,先清王雪鋒組長彙報。”
王雪鋒是從新陸國引進的一位博士後,主要研發正負極材料。
他對著話筒鄭重說道:“在新陸國時,看到新陸國實驗室的各種先進裝置和儀器,我覺得那才是做研究的好地方。
心裡多次對自己說,我們軒轅國能有這樣的儀器和裝置該多好,這會為科學研究插上翅膀,為軒轅國建設提供動力。
當我抱著一顆平常心回到國內,只想為國做一點力所能及的事時,我來到了鴻盛高科技生態工業園的高能電池研發中心。
在這裡,我被震憾到了,真的!
各種研究裝置和儀器應有盡有,而且許多在新陸國和長島國都是難得一見的。
而且我發現,越是先進的儀器上都打著軒轅國製造四個字,我當時就有眼淚流了下來,因為這證明我們有了超越它們的基礎。”
說道這裡他頓了頓,平息了一下心情。
他接著說:“正式接到研發計劃書開始研究時,當我透過自己的帳號進入超算資料庫,我又被震驚到了。
各種相關知識,從基礎到最前沿,那怕是概念性的,都整齊地排列在那裡,供我參考和研究。
我敢說這是世界上的唯一,它值得我加班加點,它值得我去拼命付出。
真有了一種朝聞道夕死可矣的衝動!”
他的這段話讓在坐的人都一齊點頭,這也說出了這些人的心聲。
喝了一口水,王雪鋒接著說:“雖然過去了而多天,可是我覺得還在岸上游一樣,對於正負極材料的研究雖然完成了任務,但是覺得路越來越寬闊。
主要用硫做正極材料,用鉛做負極材料,是鋰硫電池的主要特徵,其材料的理論比容量為1675mAh\/g,單質的理論放電質量比容量為3860mA\/g。
鋰硫電池的理論放電電壓為2.287V,當硫與鋰完全反應生成硫化理(Li2S)時,鋰硫電池的理論放電質量比能量為2600wh\/kg。
在鋰正極現在存在的最大困難是鋰枝晶問題,這一問題已困撓了電池界60多年。
為解決這個問題我們採取了四種方法來實驗。
一是採用適量熱壓的方式,使介面結合更加緊密,從工藝層面改進,以減小固體間的間隙。
二是材料層面改進,選擇電極和電解質相容較好的材料來降低介面電阻。
三是增加電極和電解質的接觸面,在正極和負極上設定若干凹槽,以增大活性物質與固態電解質的接觸面積,從而增大鋰離子脫嵌速率。
四是採用石墨烯構造高度多孔,海綿狀的碳電極,破壞和阻止理枝晶的生長。
根據研究資料指明的方向,經過反覆實驗,我們找到了一種適應、經濟的方法,解決了這個問題。
可以做到在充放電3000次以內不造成電池容量的大變化。
這得益於我們加工工藝,因為採用高精密儀器,使介面結合更加緊密,固體間隙達到一微米以下,材料面層加工精度達到0.01微米。
不需要採用正負極若干凹槽增大接觸面的方法,就可保證鋰離子的脫嵌速率,再加上石墨烯構造的高度多孔海綿狀的碳電極。
三種方法想結合,使我們完成了鋰硫固體電池質量的跨越。
另外鋰空電池的正極材料基本也是採用這種技術,我就不再深入介紹了!”
接著由負責電解液組的崔磊組長彙報:“液體電解液我們也做了許多實驗,主要是為了讓其為固態電解液服務的。
這裡主要講固態電解質的研製工作。
固態電池是近幾年才回歸的,這其中有四個原因。
一是固體電解質可燃性差,安全;