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第 2596章 中试线(1 / 3)

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第一百三十天,王诚收到了孙工发来的一封邮件。附件是一篇刚刚上传到arxiv上的论文,标题是《用于锂金属电池的超薄阳极氧化铝隔膜》。作者是韩国的一个研究组,做的东西和他非常像,用阳极氧化铝做锂金属电池的隔膜,引导锂晶枝有序生长。论文里的数据很好,循环三百圈,容量保持率百分之八十五。

王诚把那篇论文看了三遍。第一遍是震惊,第二遍是沮丧,第三遍是平静。震惊的是,有人和他想到了一起,而且走在了他前面。沮丧的是,那些数据比他目前的最好结果还要好一些。平静的是,他意识到,这不是一场比赛。科学不是比赛,是接力。有人在他前面跑了,他就可以站在他们的肩膀上,看得更远。

他给孙工回了一封邮件:“孙工,看到了。他们的工艺温度比我高,氧化时间比我长,孔径比我大。但我的瓶颈结构,他们没有。这是我和他们不一样的地方。我会继续优化。”

发完之后,他站起来,走到实验台前。桌上摆着那几片用工业级铝箔做的样品,他看了很久。然后他拿起一片,放进扫描电镜里。图像还是那样,孔道不均匀,有的地方密,有的地方疏。但他注意到一个以前没注意到的细节,在不均匀的区域里,有一些微米级的颗粒,那是铝箔中的杂质,主要是铁和硅。这些杂质在阳极氧化过程中,会改变局部的电场分布,导致孔道生长不均匀。如果能把这些杂质去掉,或者把它们变成无害的形态,也许孔道均匀性就能提上去。

他调出文献,开始查。查了整整一个下午,找到了三种可能的方法。第一种是电化学抛光,在阳极氧化之前,先把铝箔表面抛光一层,去掉表层的杂质。第二种是退火,在高温下让杂质扩散到铝基体内部,减少表面的杂质浓度。第三种是添加络合剂,在阳极氧化过程中,把溶解出来的杂质离子络合掉,防止它们在孔道中沉积。他决定三种都试试。

第一百三十五天,王诚站在测试仪前面,屏幕上同时显示着九条曲线。九组电池,每组三个平行样,用的是工业级铝箔做的隔膜。铝箔经过电化学抛光处理,表面的杂质去掉了大部分,孔道均匀性比之前好了很多。

第一圈充电,电压平稳。第一圈放电,容量正常。第二圈,第三圈,第四圈。跑到第十圈的时候,有一组电池的曲线开始波动。那是短路的前兆。王诚的心沉了一下。他盯着那条曲线,看着它一点一点地波动,幅度越来越大,终于在第十三圈的时候彻底崩溃了。电压掉到零,电流飙升到保护上限,测试仪自动切断了那组电池。

其他八组还在跑。第十五圈,第二十圈,第二十五圈。跑到第三十圈的时候,第二组也崩溃了。第四十圈,第三组崩溃。第五十圈的时候,九组电池只剩下三组还在跑。王诚站在测试仪前面,看着那三条还在顽强奔跑的曲线,心里在算。九组样品,六组崩溃,三组存活。存活率百分之三十三。这个数字,和高纯铝箔的百分之百相比,差得太远。但和之前的百分之零相比,已经是巨大的进步。

他转过身,看着孙工。“孙工,电化学抛光有用。但还不够。”

孙工点了点头。“退火呢?试了吗?”

王诚说:“试了。单独退火的效果不如电化学抛光。退火加抛光,效果最好。但成本也最高。”

孙工沉默了几秒。“那就不退火,只抛光。看看能不能把抛光工艺优化到极致。”

王诚说:“我也是这么想的。”

第一百四十天,王诚在笔记本上写了一行字:“电化学抛光参数优化——电流密度、抛光时间、电解液配方。”

他开始做正交实验。电流密度从每平方厘米零点一安培到一安培,抛光时间从三十秒到五分钟,电解液配方用高氯酸和乙醇的混合溶液,比例从一比九到一比一。一共做了六十四组实验,每组做三片样品,每片样品拍五张电镜照片,每张照片数一百个孔。六十四乘以三乘以五乘以一百,等于九万六千个孔。

他数了整整四天。数到第三天的时候,他的眼睛开始发花,看什么都像六角形。孙工走过来,看见他趴在电脑屏幕前面,用手指点着照片上的孔,一个一个地数,忍不住笑了。

“小王,你不用数那么细。大致均匀就行。”

王诚说:“不行。不均匀就是不均匀。差一个孔,就可能差一条路。”

孙工看着他,没有再说话。他站在王诚身后,看着他在那些电镜照片上画圈、标数字、做记录,忽然想起自己年轻时在实验室里的样子。那时候他也是这样,不放过任何一个细节,不跳过任何一个疑点。后来他老了,眼睛花了,手抖了,开始学会“差不多就行”了。但眼前这个年轻人,还不会。

第一百四十五天,王诚终于找到了最优的抛光参数。电流密度每平方厘米零点五安培,抛光时间两分钟,高氯酸和乙醇的比例一比四。在这个条件下,工业级铝箔表面的杂质被去掉了百分之九十以上,孔道均匀性接近高纯铝箔的水平。

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