目前市面上有三種主流類型的固體電解質,分別為:聚合物、氧化物、硫化物這三大類。
在這三類中硫化物固體電解質的發展潛力巨大,其分類下的三元硫化物更是熱門研究方向。
而秦風所制作的固體電解質卻是氧化物分類下的非晶態LiPON型。
非晶態LiPON型固體電解質也叫做固態薄膜電解質。
固態薄膜電解質雖然上限數據沒有硫化物的高,但也能做到基本持平,不會被拉下多少。
并且固態薄膜電解質的穩定性安全性上是在全分類中排名數一數二的。
在遇到劇烈刺激的情況下并不會像硫化物一樣冒出刺鼻的黃煙然后自燃爆炸。
相反固態薄膜電解質會安安靜靜的自己完成放電工作,將危險扼殺在搖籃中。
不過固態薄膜的制作工藝繁瑣且成功率低下,導致推廣應用困難。
而秦風使用的制作方式只能夠解決掉成功率低下的問題,工藝繁瑣的問題依舊沒有解決。
對于秦風來說,這個問題能夠分分鐘解決掉,但他并不想解決,不是不愿意,而是沒必要。
這份固態金屬鋰電池的技術屬于科技封鎖時期誕生的產物,很多地方的制造工藝上并沒有和現在的有差別。
若是秦風選擇使用更新更好的技術,就得需要重新設計工業制造方面的流程。
況且以現代工業還不一定能將更換部分所需要的設備生產出來,這種吃力不討好的事情秦風才懶得做。
直接用未來成熟又能兼顧現代工業的技術它不好嗎?省心省事省力。
至于工藝問題和成功率問題,秦風相信以固態金屬鋰電池的性能碾壓下,這些問題都不算是問題。
這些工藝復雜的問題頂多只會影響到制造成本上,在性能碾壓的情況下,成本略高的情況下也一定會有很大的市場。
按照意識空間中練習的步驟,秦風將初步溶解完成的材料一一涂抹擺放整齊。
隨后將其放入鍍膜系統當中,進行加工合成。
在儀器系統的操作面板上,秦風將參數一一設定確認,再三確認無誤后便按下啟動按鈕。
隨著儀器的啟動,秦風便開始下一步制作計劃。
其實按正常情況來說,秦風需要守在儀器前,等待加工結束。
但秦風在意識空間中做了不知道多少次實驗,最后結果都是成功。
如果出現失敗情況,無非就兩種情況,這臺設備有問題,又或者是材料方面有貓膩,才導致失敗。
而且在這干等著也浪費時間,不如去干點有意義的事情,比如解決電池其他部位的問題。
除了核心部件固態電解材質外,固態金屬鋰電池還有兩個十分重要的地方。
電解質與電極之間的界面和金屬鋰負極與電解質的反應。
這兩項問題才是電池的發展最大問題,秦風交給老爸的論文中便是提出如何解決這兩項問題的。
不過當初上交的屬于閹割版,只提供了一個思路方向,并沒有將核心內容完全展示。
秦風按照制作流程很快便將難點部件給一一制作出來。
看了看時間事先制作的固體薄膜電解質也應該快要完成。
秦風將部件提前放入干燥氬氣手套箱中,隨后回到鍍膜系統儀器前,果然此刻正在進行最后的散熱降壓緩解。
隨著隔離倉上的紅燈轉為綠燈,示意可以打開進行轉移材料。
秦風屏住呼吸,迅速將其打開取出倉內已經完成的固體薄膜電解質。
在取出后,秦風用最快的最穩的速度再將其放入手套箱中,并且去除水氧含量。
這一項步驟屬于這個工藝中的難點,如果讓剛剛完成的固體薄膜電解質在空氣中多呆一會,在空氣中的水和氧會導致其活性降低。
因此秦風需要以最快最穩的速度將他放入手套箱中進行進一步的處理制作。
放入手套箱后的下一個步驟就是需要檢查固體薄膜電解質。
雖然秦風在在意識空間中練習了數百次這套動作,已經到了行云流水穩定不會錯的地步。
但中間會不會出現錯誤誰也說不好,因此得進一步的檢查,確認沒有問題后才能進行與其他部位進行拼裝結合。
經過電化學掃描后確認沒有任何問題,秦風便開始制作第二批固體薄膜電解質。
由于實驗室內的儀器設備緣故,不能一次性將一枚電池所需要的電解質給全部做完。
得需要進行分批制作,最后再進行整合連接。
按照第一批出產的量來計算,秦風估計再做個兩批應該就能夠滿足一枚18650電池規格的需要。
經過數小時的制作等待,秦風終于將所有部件材料完成。
接下來就是在手套箱中進行拼裝,這個過程五六分鐘便搞定了。
到這固態金屬鋰電池便算是做好了,只不過是一個沒有外殼的電池。
固體薄膜電解質在有保護后便可以從手套箱中取出,隨后將組合好的核心部分放入18650規格的外殼中。
在做好填充封閉后,一枚三無固態金屬電池便誕生了。
帶著這枚剛制作好的電池秦風來到旁邊的測試區域,準備開始進行一些簡單的測試。
而第一步就是充能放電。
按照目前手中這枚電池的能量密度計算,其中容量大約在7000毫安至7300毫安之間。
以實驗室的快充設備來看,大概要六七分鐘左右才能將其充滿電。
秦風將電池放入快充設備后,便將防爆板關上,隨后啟動快充。
在等待充電的期間秦風開始制作第二批電池的準備。
為電池充電的時間很快便過去了,秦風回到快充設備前,在面板上顯示著輸入電量已經有7200毫安了。
看來制作工藝還是十分完美的,快要趕上極限數據了。
相比較于特斯拉使用的18650鋰電池,秦風這款三無電池的電池容量已經超過其兩倍有余。
不過秦風并沒有取下電池,而是直接啟動一系列的電池檢測程序。
除了擠壓刺穿這種破壞性的測試沒做之外,其他各種環境全部折騰了個遍。
最終秦風也拿到了一份電池的初步報告成績。
固態金屬鋰電池的能量密度能夠達到600Wh/kg,其中電池每克毫安能夠達到165mAh/g。
而充放測試的結果無法直接獲得,但從固態薄膜電解質的降解率來推算其沖放次數能夠達到一千次左右。
并且達到一千次極限沖放后電池也不會報廢,而是內部容量會下降至原來的百分之三十左右。
只有繼續使用超過一千三百次后才會徹底報廢。