大國院士 作品
第二百三十六章：諾獎前的準備
在實驗室中找到樊鵬越，徐川詢問了一下兩個項目的研發情況。
“電解液的研發速度比如人工sei薄膜的研發速度要快一些，畢竟它比人工sei薄膜要簡單不少。”
“目前已經有初步的成品了，目前正在對其進行測試，測試沒問題的話，就能組裝到完整的鋰電池上，進行充放電實驗了。”
“至於人工sei薄膜的研發，可能還需要一段時間，具體時間不確定，這邊研發出了點問題，正在想辦法解決。我正準備給你發郵件告訴你這事來著的。”
辦公室中，樊鵬越對這段時間以來的項目進度做了一個簡要的彙報。
“出了什麼情況？”
聽到人工sei薄膜的研發出現問題，徐川有些詫異的問道。
按道理來說，在他提供了詳細的路線與方法的情況下，研發應該一路無阻才對。
樊鵬越：“前段時間于振研究員弄出來了一份sei薄膜成品，但遺憾的是，這份sei薄膜的性能方面並未能達到你之前的要求。”
“檢查測試發現，這種人工sei薄膜雖然能做到避免鋰枝晶的形成，但它無法徹底驅散鋰離子在負極聚集。”
“理論上來說，它的確解決了鋰枝晶問題，畢竟鋰枝晶不會再形成了，但實際上，因為鋰離子在負極的疊加，同樣會造成庫倫效率降低，並最終導致電池壞死......”
“檢測結果呢？我看看。”
對於于振弄出來的人工sei薄膜，徐川很感興趣。
雖然他對於鋰電池並沒有什麼太多的研究，不過可以從材料學和數學的角度來對鋰電池中的各種問題進行分析。
這是絕大部分材料學家都做不到的事情，因為他們沒有那麼深厚的數學功底。
“稍等，我這就打印一份過來。”
樊鵬越應了一聲，匆匆離去，不過沒一會，他就帶著一份文件重新趕了回來。
徐川接過尚有餘溫的打印紙，聞著上面的墨香翻閱了起來。
從上面記錄的數據，從測試結果來看，從某種意義上來說，這種人工sei薄膜的確算是解決了鋰枝晶問題。
但析鋰問題與鋰聚集問題它依舊未能解決。
所謂的析鋰，和鋰電池運行有關。
鋰離子電池在充電時，li+會從正極脫嵌並嵌入負；
但是當一些異常情況出現，比如負極嵌鋰空間不足、li+嵌入負極阻力太大、li+過快的從正極脫嵌但無法等量的嵌入負極等異常發生時，li+就無法嵌入負極了。
這時候的li+只能在負極表面得電子，從而形成銀白色的金屬鋰單質，這也就是常說的析鋰。
鋰枝晶其實就是析鋰的一種。
而當過多的鋰離子聚集在負極形成析鋰時，不僅使電池性能下降，循環壽命大幅縮短，還限制了電池的快充容量，並有可能引起燃燒、爆炸等災難性後果。
此外還會造成的電解液中的鋰離子過度消耗，從而造成庫倫效率越來越低。
用通俗的話來說，就是鋰離子電池容量是呈指數衰減的。
如果電池的每圈的庫倫效率是99%，那麼循環100圈後，它的容量保持率就是36.6%。
也就是說100ah的電池在這種情況下循環100圈只剩下36.6ah的容量。
而他手中的這份資料，顯示出的析鋰效應尤為嚴重。
因此進而造成了組裝的電池庫倫效率僅有99.91%左右。
這個數值聽起來已經很不錯了。但實際上並不高。
拿最出名的某果手機的電池舉例，大部分的正常的電池在正常條件下運行，當充電週期數達到500時，電池最高可保持初始容量的80%。
也就是說電池循環500圈，容量保持率在80%，換算成庫倫效率約為99.96%。
低了足足0.05個百分點，這意味著如果應用這種人工sei薄膜，鋰枝晶問題是解決了，但電池的充放電數次會降低超過兩百次。
解決了鋰枝晶問題，的確能提升電池容量。
但因此大幅度降低電池的使用壽命，這完全是不值得的。
.......
“電解液的研發速度比如人工sei薄膜的研發速度要快一些，畢竟它比人工sei薄膜要簡單不少。”
“目前已經有初步的成品了，目前正在對其進行測試，測試沒問題的話，就能組裝到完整的鋰電池上，進行充放電實驗了。”
“至於人工sei薄膜的研發，可能還需要一段時間，具體時間不確定，這邊研發出了點問題，正在想辦法解決。我正準備給你發郵件告訴你這事來著的。”
辦公室中，樊鵬越對這段時間以來的項目進度做了一個簡要的彙報。
“出了什麼情況？”
聽到人工sei薄膜的研發出現問題，徐川有些詫異的問道。
按道理來說，在他提供了詳細的路線與方法的情況下，研發應該一路無阻才對。
樊鵬越：“前段時間于振研究員弄出來了一份sei薄膜成品，但遺憾的是，這份sei薄膜的性能方面並未能達到你之前的要求。”
“檢查測試發現，這種人工sei薄膜雖然能做到避免鋰枝晶的形成，但它無法徹底驅散鋰離子在負極聚集。”
“理論上來說，它的確解決了鋰枝晶問題，畢竟鋰枝晶不會再形成了，但實際上，因為鋰離子在負極的疊加，同樣會造成庫倫效率降低，並最終導致電池壞死......”
“檢測結果呢？我看看。”
對於于振弄出來的人工sei薄膜，徐川很感興趣。
雖然他對於鋰電池並沒有什麼太多的研究，不過可以從材料學和數學的角度來對鋰電池中的各種問題進行分析。
這是絕大部分材料學家都做不到的事情，因為他們沒有那麼深厚的數學功底。
“稍等，我這就打印一份過來。”
樊鵬越應了一聲，匆匆離去，不過沒一會，他就帶著一份文件重新趕了回來。
徐川接過尚有餘溫的打印紙，聞著上面的墨香翻閱了起來。
從上面記錄的數據，從測試結果來看，從某種意義上來說，這種人工sei薄膜的確算是解決了鋰枝晶問題。
但析鋰問題與鋰聚集問題它依舊未能解決。
所謂的析鋰，和鋰電池運行有關。
鋰離子電池在充電時，li+會從正極脫嵌並嵌入負；
但是當一些異常情況出現，比如負極嵌鋰空間不足、li+嵌入負極阻力太大、li+過快的從正極脫嵌但無法等量的嵌入負極等異常發生時，li+就無法嵌入負極了。
這時候的li+只能在負極表面得電子，從而形成銀白色的金屬鋰單質，這也就是常說的析鋰。
鋰枝晶其實就是析鋰的一種。
而當過多的鋰離子聚集在負極形成析鋰時，不僅使電池性能下降，循環壽命大幅縮短，還限制了電池的快充容量，並有可能引起燃燒、爆炸等災難性後果。
此外還會造成的電解液中的鋰離子過度消耗，從而造成庫倫效率越來越低。
用通俗的話來說，就是鋰離子電池容量是呈指數衰減的。
如果電池的每圈的庫倫效率是99%，那麼循環100圈後，它的容量保持率就是36.6%。
也就是說100ah的電池在這種情況下循環100圈只剩下36.6ah的容量。
而他手中的這份資料，顯示出的析鋰效應尤為嚴重。
因此進而造成了組裝的電池庫倫效率僅有99.91%左右。
這個數值聽起來已經很不錯了。但實際上並不高。
拿最出名的某果手機的電池舉例，大部分的正常的電池在正常條件下運行，當充電週期數達到500時，電池最高可保持初始容量的80%。
也就是說電池循環500圈，容量保持率在80%，換算成庫倫效率約為99.96%。
低了足足0.05個百分點，這意味著如果應用這種人工sei薄膜，鋰枝晶問題是解決了，但電池的充放電數次會降低超過兩百次。
解決了鋰枝晶問題，的確能提升電池容量。
但因此大幅度降低電池的使用壽命，這完全是不值得的。
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