第153章 美麗而致命的枝晶

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陸舟回答道:“我來吧。”

系統並沒有規定做實驗必須由誰操作,只要將實驗做一遍,然後收集需要收集的數據就行了。不過不出於學習的目的,陸舟還是想親自動手操作一遍的。

畢竟,紙上得來終覺淺,書本上交給他都是理論,只有落實到手上,才能將那傳說中的黑科技變成真傢伙。

很有儀式感地換上了白大褂,陸舟稍微拿出了點科學家的氣勢,伸深呼吸了一口氣,伸手去拿那個裝着實驗材料的樣品盒。

然而,他的手還沒摸到,就被眼疾手快的錢師兄一把奪過去了。

“還是我來吧,一邊看着。”

二話不說,錢師兄便接管了實驗的主動權,把一臉懵逼的陸舟晾在了旁邊。

看向劉師兄,抱着雙臂的劉師兄無奈聳了聳肩。

“別介意,老錢就是這樣,這裡的儀器就像他老婆,比他命都重要……第一次你還是看着他做一遍吧。”

錢師兄頭也不回,隨後說道:“做實驗不是搞數學,算錯了一個小數點改一改還能接着算,實驗錯了一個小細節,可能導致整個實驗廢掉。當然,我更怕的是你把實驗器材給廢掉……把你的設計的實驗流程那給我看看。”

“在這裡。”陸舟迅速拿出了那張A4紙。

系統要求進行的實驗步驟和需要收集的實驗數據,他都寫在上面了。

錢師兄接過A4紙掃了一眼,點了點頭:“設計的還挺專業的。”

emmm……

畢竟是系統設計的。

陸舟表情微妙,沒有說話。

……

實驗的流程很簡單,從製作電池開始,到觀察現象。

使用95.7%的石墨作爲負極材料,粘合劑爲羧甲基纖維素鈉(CMC)和丁苯橡膠(SBR),集流體爲銅箔。石墨層厚度爲90μm,正極活性材料使用LiFePO4,集流體爲鋁箔。

至於隔膜,用的是Celgard2325的三層隔膜,厚度約25μm。

爲了防止材料氧化,一切操作都是在充滿氬氣的手套箱中進行的。

當然,不只是爲了防止材料氧化,同事也是爲了防止電解液中的LiPF6成分,與空氣中的水反應生成氫氟酸。

氫氟酸這東西,學過高中化學的人都知道。

而這玩意兒有多危險,在硅基微電子實驗室待過的人,應該也都很清楚。哪隻手上抹一點,這隻手基本上就沒法見人了。

從錢師兄的操作流程來看,顯然比陸舟這個理論家專業的多。

很快,樣品便製作完成。

爲了防止樣品被破壞,使用的是邊對邊的組裝方式。錢師兄在手套箱中用一層隔膜將LiFePO4材料完全包覆,並小心翼翼地將正負極自由端留出了2mm的間距。

這一步很關鍵,關乎着實驗的安全。

從手套箱中取出了樣品,錢師兄關閉了各路氣閥,長出了一口氣。

“搞定。”

看着錢師兄手中的樣品,陸舟問:“這是電池?”

“一個簡易且不安全的鋰離子電池,”錢師兄言簡意賅地介紹道。

陸舟緊張了一下:“會爆炸嗎?”

錢師兄搖頭:“爆炸到不會,但操作不當,可能會導致起火。”

而且,是在數碼顯微鏡上起火。

把樣品燒壞了倒是小事,把數碼顯微鏡的鏡頭給烤了,那就麻煩大了。

陸舟估計,這也是錢師兄不讓自己這個新手碰實驗的原因之一。

將樣品接上了BK-6808可充電電池性測試儀,然後放在數碼顯微鏡上,錢師兄對着電腦設置了幾個參數,一邊自言自語似得小聲重複着紙上的步驟:“2min採集一次圖像,數據數據收集頻率爲1Hz,電池首次充電至400min後放電至截止電壓……OK了。”

剩下的,就是漫長的等待了。

看着那毫無變化的儀器,陸舟忍不住問道:“你們做電池材料試驗都要等這麼久嗎?”

四百分鐘,這都快七個小時了。

錢師兄推了推眼鏡說道:“七個小時是基本操作,有時候還得等幾天才能看到結果,一般情況下會留個人在實驗室值班,基本上是我和劉波兩個輪流做。”

“沒錯,”劉波笑着說,“去年一年我刷了四十多部劇,就是在實驗室裡值班的時候刷的,要我給你推薦點嗎?”

陸舟:“這個,還是不用了吧。”

就算推薦了,他多半也沒什麼時間去看。

需要做的操作全都做完後,錢師兄簡單地教了陸舟一些,處理突發狀況的方法。

比如看到樣品冒煙,聞到不對勁的氣味,該如何清理損毀樣品,如何保護儀器,以及最關鍵的如何保護自己。

無論儀器多麼貴重,都比不上人重要。

當然,這個實驗並沒有那麼危險,所以在錢師兄很放心地將鑰匙扔到了陸舟手上。

他和劉師兄還有點事,不可能一直待在這裡,而陸舟也不好意思這麼麻煩人家。畢竟做這個實驗,就已經耽誤他們不少時間了。

將量子色動力學的書拿出來,陸舟就坐在數碼顯微鏡的旁邊,一邊惡補理論物理學方面的知識,一邊時不時地瞟兩眼數碼顯微鏡上的情況。

到後來,他發現自己完全沒必要這麼小心翼翼,這樣品在顯微鏡下呆了這麼久,外面看上去一點變化都沒有。

看得出來,錢師兄做實驗的手藝,還是相當靠譜的。

從上午十點多開始,在實驗室一直待到了快晚上六點,期間陸舟還叫了個外賣,吃了中午飯。

終於,設定的時間到了,充放電結束,陸舟按照錢師兄說的,保持開路狀態等待了10分鐘,然後切斷電源。

幾乎就在他做完了這些收尾的工作之後,實驗室外傳來了腳步聲,剛在食堂吃過晚飯的劉師兄,幾乎是踩着點到了實驗室。

“搞定了?”看了眼樣品的情況,劉師兄熟練地操作着電腦,點選了打印的按鈕,“那就收集數據吧。”

打印機嗡嗡的響起。

很快,陸舟得到了他想要的東西。

一組記錄着鋰枝晶在微觀下生長的圖片,以及系統要求收集的循環電壓曲線之類的圖表等等。

一邊在收集這些數據,劉師兄一邊用閒聊的口吻說道。

“……鋰是最理想的負極材料,但也是最難伺候的。在充電的時候,回到負極的鋰離子永遠不會如你所願,老老實實變回平坦的鋰金屬層,而是會向開花一樣,形成一個美麗而致命的樹杈。”

等待着打印機印完圖表,陸舟隨口問道:“致命?”

“是的,這種叫枝晶的東西一旦形成,就會隨着不斷充電而不可遏制的繼續生長,而最終就會像一把叉子一樣,刺破隔膜,接觸正極。”

說到這裡,劉師兄停頓了一下,用開玩笑的語氣說的:“想象一下,如果用一根電線連同電池的正極和負極是什麼情形?沒錯,就是短路。而有機的電解液都是易燃物,聽說過moli公司嗎?”

“沒有……怎麼了?”

劉師兄聳了聳肩,將打印出來的a4紙交到了陸舟手上,“他們的產品差一點創造了歷史,但就是因爲用了鋰做負極,結果發生了重大的安全事故,結果導致NTT手機被召回,最後公司破產被收購。相比之下索尼就很聰明,直接用石墨做負極,推出鋰離子電池迅速佔領了市場。”

陸舟忍不住問:“他們難道沒有做安全測試?”

劉師兄嘆了口氣:“是啊,是個人都會這麼問,但事情可能遠遠沒這麼簡單。也許做了根本沒發現問題?也許他們認爲自己找到了完美的解決方案?誰知道呢?有時候,現實就是這麼的魔幻。”

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