「我們嘗試過,但是由於高能粒子的照射,容易引起SEI及電極結構的破壞;雖然低溫冷凍電鏡能夠解決這一問題,但是由於使用條件的限制,在實驗中無法使用常溫電解液,也無法實現原位觀察。此外,這個過程中用到的設備過於昂貴,不具備推廣價值!」陶然直接給出正面回復。
這個實驗他們嘗試過的,利用各種電鏡技術,在納米尺度理解鋰枝晶生長的演化過程,一直都是解決這個問題至關重要的法門,他們自然不會錯過嘗試!
他們的新能源電池研發是要面向於市場的,即貴且費的方法,就不適用了!他們要尋求的是,能夠有效遏制鋰枝晶生長,且單位代價要相對物美價廉,且還要能夠長時間供電,才能適用於作為真正新能源電池,去推廣面向大眾。
實驗室的方法,其實很多都是存在於理想數據中,不具備推廣價值的。
「我和成旭嘗試了,前期利用原位電化學原子力顯微鏡(EC-AFM)對鋰離子電池多種負極材料SEI膜成膜機理進行深入研究的基礎上,利用SEI膜成膜電位比金屬鋰沉積電位更正的特點,設計了兩步法研究鋰枝晶的實時原位觀察實驗!」
一年多的研究,還有吳桐偶爾請教指點,陶然和阮成旭可以說,他們在新能源電池,特別是鋰電池版塊,有了長足的長進,這個實驗設計方案,就是他們目前的收穫反饋。
「我們通過利用EC-AFM實時研究以碳酸乙烯酯(EC)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)為基礎電解液的SEI膜的生長過程,並在此基礎上進行原位鋰枝晶的生長觀察!
通過對這兩種電解液所形成的SEI膜的楊氏模量、CV圖譜及EIS阻抗譜分析,結合XPS光譜分析,我們發現FEC電解液所形成的SEI膜中含有較多的LiF無機鹽,由於LiF具有較好的硬度和穩定性,使得SEI膜具有較高強度,能夠一定範圍內有效抑制鋰枝晶生長!」
阮成旭補充著完整實驗的介紹,這是他們的進步,可以說是目前走在了國際還算優秀的範圍,但是,依然沒能徹底解決鋰枝晶穿梭效應這個問題!
新能源鋰電池,這是相當熱門前沿的版塊,且極具有價值!
鋰電池為何擁有這樣讓人前仆後繼,為之沉迷的魔力,其實,都是離不開,圍繞著一個至關重要的概念,能量密度。
單位體積內包含的能量,稱之為能量密度。轉化為電池上來表述,提升能量密度,便是衡量一塊電池性能最重要的指標,也是科研界和工業界一直以來的不斷追求!
甚至於在國內的十——三--五規劃中,上面就成做了明確的規劃,指出要在2020年實現動力電池技術水平與國際水平同步,產能規模保持全球領先。而其中最核心的一道紅線,便是要將動力電池的能量密度提升到300-350Wh/kg。
這是上面大方向的方針規劃,吳桐和研究團隊,都想要為這個規劃,盡一份屬於自己的力量。
當然,不知他們團隊,對這塊大蛋糕誘惑的飛流直下三千尺,全國範圍內,甚至全世界範圍內,做鋰電研究的,都不計其數。
在目前的實驗室內,鋰硫電池慣來是主流版塊,但是經過他們不斷的實驗排除,再有請教吳總的指引,最終,他們的目光,還是放在了鋰負極這個,曾經引起軒然大波,被多數放棄的領域,
這倒不是他們譁眾取寵,明知山有虎,偏向虎山行,而是,鋰負極這個領域,實在是極具有價值!
但凡,鋰枝晶的問題能夠被他們成功幹掉,那些炒得火熱的概念全都得一邊去,給他們的鋰負極電池讓路。
不為其他,只為鋰金屬負極具有最低的電化學勢-3.04V,更不要說高達3861mAh/g的比容量。
用鋰材料做負極,十倍石墨電池的理論儲能效果,實在是太具有誘惑,可以說是全方位,碾壓石墨負極材料的能量密度!
而且最誘人的地方就是,一旦解決了鋰枝晶生長問題,甚至不需要對現有的電池進行很大的設計改動,可以直接將現有的普遍石墨負極材料替換掉,都能實現電池能量密度的飛躍提升!
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若是他們能夠在這個領域做出突破,未來他們可能很快能夠用得上,能夠待機一到兩周的手機和電腦,能夠輕鬆跨越目前閒置,可以以千公里起步的電動汽車,從而充分環節,國內進口石油的局面,這是上面,推廣新能源汽車的重要布局之一。
吳總和他們,都想在這個領域,做出超越性的突破。
不談功成名就的榮譽,就只單單這個研發專利,所帶來的專利使用費分成,都能讓他們賺得盆滿缽滿,很可能視線經濟自由,不用再為金錢問題所犯愁,他們的自由經費,必然也能大幅度攀升,未來,做實驗,很可能縮手縮腳。
雖然,現在他們在吳總的實驗室內,吳總研究所內的設備,已經相對比很多實驗室,足夠的先進,但是,這不影響,他們想讓實驗室更好。
若是說普通人對車、房,金銀珠寶有著巨大的追求,那麼,他們就是對各種先進實驗設備,夢寐以求,那是比金錢美色,更讓他們怦然心動的存在!
會議室內的氣氛,隨著阮成旭和陶然的解析發言,逐步走向高潮,每一個成員,可以說,都積極踴躍發表了他們的想法,以及這麼長時間,學習研究下的感想。
吳總在做,他們當然要積極表現,若是能夠得到吳總的一絲半點兒指導,未來他們的研發路徑,能夠順利不知多少個層級!
生化環材,四大天坑,能主動踏入這些天坑,且還在不斷進取中,他們就並不是單純為了學歷而學習,而是在真正的學習中,摸到了這些學業的神秘和樂趣所在,也是真真正正還算喜歡本專業,對自己的專業極具有興趣,才是支持他們走到現在的動力源泉。
無人不想,更進一步!