原料到齐,合成实验开始。
这次问题更多。
第一次合成,混合物在反应釜里结块,成了硬疙瘩。
第二次,温度控制不当,材料分解了。
第三次,热压压力不够,成型后多孔,离子电导率太低。
连续失败十几次。
韩博的头发肉眼可见地变白。
“韩博士,歇歇吧。”林凡劝他,“这样熬下去身体受不了。”
“没时间歇。”韩博摇头,“电解质做不出来,电池就组不起来。王院士等着看样品,投资方等着看进展,科锐在盯着我们……不能停。”
他翻着实验记录,突然想到什么:“是不是我们的混合顺序不对?先加锂盐还是先加陶瓷粉体,可能会影响分散均匀性。”
“试试看。”
调整加料顺序,果然,混合物不再结块。
但离子电导率还是不够。
“需要添加剂。”韩博查文献,“有一种锂盐络合物,可以提高离子迁移率。但国内没有,得从日本进口。”
“进口要多久?”
“正常报关一个月,加急的话两周。”
“加急,钱不是问题。”
两周后,添加剂到货。
再次实验。
这次,终于成功了。
固态电解质片成型,测试离子电导率:10^-3 S/,达到要求。
“成了!”实验室里再次欢呼。
韩博拿着那片薄薄的电解质片,手都在抖。
连续二十多天的奋战,每天只睡三四个小时,终于看到成果。
林凡也松了口气。
但马上想到,还有第三关——复合。
要把石墨烯和固态电解质复合在一起,形成三维多孔结构,既要保证离子传导通道,又要保证机械强度。
这需要专门的复合设备,厂里没有。
“设备订了,但要一个月。”王海汇报,“厂家说这是非标设备,得现做。”
“一个月太长了。”林凡算时间,“咱们总共才三个月,现在已经过去一个半月。等设备到了,再做工艺调试,时间不够。”
“那怎么办?”
“自己造。”林凡做出决定,“王工,你带机修班,参照图纸,自己加工一台简易复合机。精度可以低一点,先做出样品,等正式设备到了再换。”
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“自己造?”王海惊讶,“那东西挺复杂的,有加热、加压、注浆多个功能……”
“复杂也得造。”林凡说,“我相信你们能行。”
王海一咬牙:“行,我们试试!”
机修班全员上阵。
车床、铣床、焊机全开,实验室旁边临时搭了个加工区。
图纸是韩博根据技术资料画的,虽然简化了,但也有上百个零件。
王海带着老师傅们,一件一件加工。
没有的零件就去外面买,买不到的就自己改。
连续五天五夜,加工区灯火通明。
终于,一台看起来简陋但功能齐全的复合机造出来了。
“厂长,做好了!”王海满脸油污,但眼睛发亮,“虽然丑了点,但该有的功能都有。”
“测试!”
石墨烯薄膜和固态电解质片放入复合机,设定温度200度,压力5兆帕,时间10分钟。
机器启动,液压缸缓缓加压。
十分钟后,取出样品。
复合后的材料,厚度约0.2毫米,既有石墨烯的导电性,又有电解质的离子传导能力。
“测性能!”
电化学工作站测试,能量密度达到理论值的80%,循环寿命三千次。
虽然还没达到最终目标,但已经远超现有锂电池。
“可以组装电池了!”韩博激动地说。
电池组装是最后一步,也是最精细的一步。
正极材料用石墨烯复合体,负极用锂金属,中间是固态电解质,封装成软包电池。
第一次组装,封装不严,漏液。
第二次,正负极短路。
第三次,内阻太大。
又是一连串失败。
但这次,没人气馁。
有了前面的经验,大家知道,失败是正常的,只要不断改进,总能成功。
果然,在第十次尝试后,第一片完整的石墨烯复合固态电池做出来了。
银灰色的软包电池,巴掌大小,重量只有同等容量锂电池的一半。
测试性能:能量密度是锂电池的八倍,充电速度五倍,循环寿命四千次。
虽然还没达到理论最佳值,但已经是革命性的突破。
“成功了!”整个实验室沸腾了。
韩博瘫坐在椅子上,眼泪突然就下来了。
这一个多月,压力太大了。技术难题、时间紧迫、资金紧张、外界质疑……现在终于有了阶段性成果。
王海也抹了把脸,眼圈发红。
这些老师傅们,用最朴实的办法,造出了最先进的设备。
林凡看着那片电池,心中感慨万千。
这只是小试样品,离量产还很远。
但至少证明,这条路走得通。
技术是可行的,团队是有战斗力的。
他拿起手机,给王院士打电话。
“王院士,我们的第一片电池样品做出来了。”他尽量平静地说。
电话那头沉默了几秒,然后传来王院士激动的声音:“真的?性能怎么样?”
“能量密度是锂电池的八倍,循环寿命四千次。”
“好!太好了!”王院士说,“样品寄给我,我让研究所做全面测试。如果结果确认,我帮你们联系工信部,申请国家重点项目支持!”
“谢谢王院士!”
挂掉电话,林凡看着实验室里欢呼的人群。
窗外,天已经亮了。
新的一天开始。
而红星厂的电池之路,也刚刚开始。
这只是起点。
前面还有更多挑战。
但他相信,有了这个团队,没有过不去的坎。
“同志们,”他提高声音,“第一阶段目标,我们完成了!但这不是终点,是新的起点。接下来,我们要做更多样品,优化工艺,降低成本,为量产做准备!”
“是!”众人齐声响应。
阳光照进实验室,照在每个人脸上。
疲惫,但充满希望。
林凡知道,最难的时刻过去了。
但战斗,还在继续。
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