第一块电解质片从模具里取出来时,裂成了三块。
罗师傅隔着手套箱的玻璃看了一会儿。
「这就废了?」
「废了。」
「还能磨回去重做吗?」
「材料状态已经变了,不能用。」
「多少钱?」
周衡把碎片装进样品袋,粘贴编号。
「先别问。」
「明白,不便宜。」
裂纹从边缘向中心延伸,说明粉体粒径和压制工艺都有问题。
周衡把原始数据输入系统。
推演模型随之展开。
【样品内部应力分布异常。】
【建议调整粒径分布及加压曲线。】
系统只给出了问题方向。
具体参数仍然要他自己确定。
周衡重新计算粉体比例,把一次加压改成三段加压。
第二块电解质片完整成形。
罗师傅拿灯照了照。
「这回看着不错。」
「先测电导率。」
测试结果很快出来。
离子电导率只有目标值的四分之一。
第二次实验,失败。
「没裂也不行?」
「晶界没形成稳定的离子信道。」
「听不懂。」
「烧结工艺有问题。」
「这个听懂了。」
周衡没有直接提高最高烧结温度。
硫化物对温度敏感,继续升温可能破坏材料结构。
他调整中间温区的保温时间,又降低炉腔压力,重新设计烧结曲线。
第三次实验,电解质性能终于达到要求。
完成正极、电解质层和负极装配后,第一块完整实验电芯接入工作站。
充电开始。
百分之十。
百分之十五。
到百分之十九时,电压突然下坠。
报警声响起。
周衡立即切断测试。
罗师傅快步走过来。
「着火了?」
「短路。」
「有没有危险?」
「安全系统没报警,先别开箱。」
确认气体和温度正常后,周衡才拆开电芯。
显微图像中,一条锂枝晶穿过电解质层,连接了正负极。
枝晶生长的位置,正好位于负极与电解质接触不均的区域。
压力太小,界面会留下空隙。
压力太大,电解质片又可能开裂。
周衡调出三年前设计的双层界面方案,重新修改缓冲层参数。
系统开始推演。
【该方案可降低局部电流密度。】
【预计三百次循环后,界面接触面积下降百分之二十七。】
「不够。」
周衡继续调整。
弹性模量、材料厚度、界面压力。
连续十七次推演以后,接触面积损失终于降到百分之五以内。
第四次实验顺利完成第一次充放电。
第二次充电时,界面阻抗却突然上升。
拆解以后,负极一侧没有出现枝晶,正极与电解质之间却生成了新的副反应层。
周衡看着显微图,半天没有说话。
罗师傅站在旁边。
「又得改?」
「嗯。」
「还剩几次?」
「三次。」
「够吗?」
「不知道。」
「你总算有不知道的事了。」
周衡看了他一眼。
「我不知道的多了。」
「平时真看不出来。」
当天晚上,许嘉宁送来晚饭。
她没有进实验区,把保温饭盒放在外面的桌上。
「昨晚几点回去的?」
「三点。」
「早上呢?」
「七点出来的。」
「睡四个小时?」
「睡不着。」
「是睡不着,还是不敢睡?」
周衡没接话。
许嘉宁打开饭盒。
「先吃。」
「这组数据马上跑完。」
「数据又不会长腿。」
「十分钟。」
「行,我等你十分钟。」
许嘉宁坐下,拿出手机看时间。
周衡只好摘掉手套。
罗师傅在旁边笑了一声。
「还是老婆说话管用。」
许嘉宁把筷子递过去。
「您也没吃吧?我带得多。」
「那我不客气了。」
两人吃饭时,许嘉宁问了一句:
「还顺利吗?」
周衡停了一下。
「快了。」
「快了是多久?」
「说不准。」
「那就别给我报喜。该几天就几天,晚上困了就回来。」
「嗯。」
「还有,别通宵。」
罗师傅接了一句:
「这个我作证,他不听。」
「那您就把电闸拉了。」
「好主意。」
周衡低头吃饭,没敢接话。
第五次实验还没完成装配,电解质性能便出现异常。
同样的设备,同样的工艺,离子电导率却下降了一个数量级。
周衡重新检查设备,没有发现故障。
手套箱的水氧数值也在安全范围内。
罗师傅拿起刚开封的原料瓶。
「这封口是不是松了?」
周衡立即采样检测。
含水量超过工艺上限。
硫化物原料已经受潮。
「供应商的问题?」罗师傅问。
「内包装没封好。」
「能换吗?」
「有开箱录像。」
供应商开始只同意下次采购时补发。
周衡直接拒绝。
「我们没有下一批订单。」
电话那头说道:
「周先生,原料离开仓库以后,保存条件不归我们负责。」
「外包装完整,内包装漏气。开箱录像和检测数据都发给你了。」
「我们还要走流程。」
「可以。你们走流程,我把样品送第三方检测。确定是包装问题,检测费和实验损失一起算。」
对面沉默了一会儿。
「我再申请一下。」
半小时后,供应商同意免费补发,并承担运费。
罗师傅听完结果,笑道:
「帐上越没钱,说话越硬。」
「该谁负责就是谁负责。」
两天后,新原料送到。
第六次实验完成了常规充放电。
界面阻抗稳定,容量也没有明显衰减。
倍率提升以后,电芯边缘再次出现枝晶,测试被迫中止。
罗师傅看着操作台上最后一份原料。
「没了?」
「最后一份。」
「再买一批呢?」
「一万六。」
「帐上还有多少?」
「九千多。」
罗师傅把手里的工具放下。
「那先别做了。」
「为什么?」
「就剩一次。多想两天,没人催你。」
「问题已经找到了。」
枝晶每次都从电芯边缘生长。
提升整体压力,只会让中部电解质承受过高负荷。
真正需要改变的,是压力分布。
周衡重新设计界面层,将均匀弹性结构改成梯度结构。
边缘提高约束力,中部保留缓冲空间。
新参数输入系统。
第一次推演,三十七次循环后短路。
第三次,一百八十二次。
第五次,六百次。
第九次,模型中的枝晶始终没有穿透电解质层。
【技术方向通过实验室级推演。】
【建议进行实物验证。】
第七次实验开始。
球磨、干燥、烧结、界面处理、封装。
二十六个小时后,实验电芯接入工作站。
第一次充电正常。
第一次放电正常。
十次常规循环以后,周衡启动高倍率测试。
电压曲线依旧稳定。
接下来的三天,他又完成了快速充电、低温性能和五十次循环测试。
没有短路。
界面阻抗没有异常上升。
第四天清晨,周衡结束测试,重新核对电流、电压、容量和样品总质量。
屏幕上出现最终计算结果。
质量能量密度,一千零六十二瓦时每公斤。
他又算了一遍。
结果没有变化。
趴在桌上睡觉的罗师傅被键盘声吵醒,揉着眼睛走过来。
「怎么样?」
周衡让开位置。
罗师傅眯着眼看了几秒,睡意一下没了。
「一千零六十二?」
「嗯。」
「单位没弄错?」
「没有。」
「仪器呢?」
「原始数据都在,称重也覆核过。」
罗师傅看看屏幕,又看看工作台上的实验电芯。
「真成了?」
这一次,周衡没有让他再等。
「成了。」
【首块实验室级全固态电池样品制造完成。】
【初始性能达到阶段任务标准。】
【请完成知识产权保护与第三方检测。】
【检测通过后,解锁量产级硫化物电解质模型。】
罗师傅还在盯着那组数据。
「这东西要是真的,外面得抢疯了。」
周衡取下实验电芯,编号、称重、拍照,最后装进防潮盒封存。
「先不让外面知道。」
「专利?」
「嗯。」
罗师傅马上反应过来。
「那得赶紧办。」
周衡将防潮盒锁进样品柜。
七次实验,只成功了一次。
这一次,够了。