“长远技术发展路线图”的讨论仍在进行,张彬引入的新理念如同投入池塘的石子,涟漪不断扩散,引发着不同层面的思考与争论。但他并未将全部精力置于理念的宣导上,深知任何理念的最终价值,都需要坚实的成果来支撑。“新型能源与动力”预研小组的实验室工作,始终是他关注的焦点。
基于【高级能源电池技术】中关于电极材料、电解质体系和结构优化的理论基础,张彬带领小组避开了一些当前工艺难以实现、过于前沿复杂的路径,选择了一条相对务实却又颇具挑战性的改良路线。他们瞄准的目标,是显着提升现有成熟电池体系(基于国内具备基础的锌-银体系)的能量密度和循环寿命。
实验室里,各种化学试剂的气味混合着加热设备散发出的微焦味。张彬提出了一种新型的电极材料复合配方,其中包含几种经过特定比例和工艺处理的金属氧化物作为活性物质,并引入了一种构思巧妙的导电添加剂网络结构,以提升电极的导电性和结构稳定性。这个配方的理论依据,让小组内那位材料工程师反复推敲了许久,才恍然领悟其中蕴含的巧妙,不禁对张彬投去钦佩的目光。
“张工,这个思路……确实打开了新天地。”材料工程师看着计算纸上复杂的公式和分子结构草图,喃喃道。
制备过程充满了艰辛。电极浆料的均匀涂布、极片的压实密度控制、隔膜的选择与处理、电解液的精确配制与纯化、最后在干燥空气环境下的严格封装……每一个环节都要求极高的精确度和一致性。小组三人分工协作,反复试验,记录下每一批次的工艺参数和初步性能数据。
张彬几乎泡在实验室,手掌稳定地操作着精密天平称量微量添加剂,眼神专注地观察着烧结炉的温度曲线变化。他将项目管理的方法融入其中,确保实验流程规范,数据记录可追溯。失败是家常便饭,有时是容量不达标,有时是内阻过大,有时是封装后很快失效。每一次失败,张彬都带领团队仔细分析原因,调整参数,从头再来。
经过数十个批次的摸索和优化,在一个周四的下午,他们最新制备的一批小型实验性电池单元,被连接上了充放电测试设备。示波器的光点在屏幕上缓慢移动,记录着电压和电流的变化。
当第一个完整的充放电周期结束,负责监控的小王看着屏幕上计算出的能量密度数值,猛地吸了一口气,扶了扶差点滑落的眼镜,声音带着抑制不住的颤抖:“张……张工,这个数值……比所里库存的最好同类型电池,高出将近百分之四十!循环曲线也比之前的稳定!”
实验室里瞬间安静下来,另外两位组员也立刻围拢过来,盯着屏幕上的数据,脸上写满了难以置信的惊喜。年轻的动力专业毕业生甚至下意识地握紧了拳头,差点欢呼出声。
“冷静。”张彬的声音平稳地响起,如同冰水浇熄了刚刚燃起的火苗,“一组数据不代表成功。重复测试,检查设备误差,用不同批次样品交叉验证。我们需要的是稳定、可复现的结果。”
在他的要求下,兴奋的众人按捺住激动的心情,投入到严谨的重复验证中。他们更换了测试设备,用另外几个批次的样品进行测试,结果均显示出显着优于现有水平的能力密度和改善的循环性能。虽然不同批次间仍存在一定的性能波动,证明工艺稳定性还需大幅提升,且由于使用了部分稀缺材料,成本高昂得完全不具实用性,但一个关键的事实已经无可辩驳——他们设计的技术路径,在实验室层面,是可行的!他们成功地将理论构想,转化为了具备超出现有水平性能的实体!
消息不胫而走,虽然仅限于小范围,但还是引起了关注。钱所长在听取简要汇报后,当晚就特批了一张条子,让后勤部门想方设法,为他们协调调拨了一批更为稀缺、纯度更高的实验原材料。这无声的支持,比任何表扬都更具分量。
然而,就在小组沉浸在初步成功的喜悦,并开始着手优化工艺、准备撰写阶段报告时,一个严峻的问题在后续的环境适应性测试中暴露出来。当他们将电池单元放入恒温箱,进行高温环境(模拟设备长时间运行或夏日野外环境)测试时,电池的性能出现了令人担忧的骤降,不仅容量衰减加快,内阻也明显上升,甚至个别样品出现了轻微鼓胀现象。
高温稳定性,成了横亘在眼前的又一道障碍。
就在张彬凝神思考如何解决电极材料在高温下副反应加剧、结构稳定性变差的问题时,签到再次带来了可能的方向。
【叮!签到成功!恭喜宿主获得:材料表面改性技术(基础)】
关于通过物理或化学方法,在材料表面形成一层极薄但性质迥异的覆盖层,以改变其表面特性(如耐腐蚀性、催化活性、界面稳定性等)的基础原理和方法涌入脑海。张彬立刻意识到,这或许正是解决当前困境的钥匙!
他马上召集小组,提出了一个新的设想:“或许我们可以尝试对电极活性材料颗粒进行表面改性,包裹一层超薄的、化学性质稳定的保护层。这层保护层需要允许锂离子……嗯,允许载流子顺利通过,但能阻隔电解质在高温下的侵蚀性副反应,同时抑制活性物质自身的结构变化。”
这个思路再次让组员们感到新颖。张彬根据刚刚获得的基础知识,勾勒了几种可能的表面改性技术路径,包括一种简单的液相沉积法雏形。他们立即着手,开始新一轮的探索性试验,试图在脆弱的电极材料表面,构筑起一道抵御高温侵袭的“纳米长城”。
深夜,张彬在加密笔记本上,于“南天门计划”的能源篇中,郑重记录下新的进展:
“实验室级高能量密度电池单元初试成功,验证技术路径可行性。能量密度提升显着,然面临高温性能骤降瓶颈。新获表面改性技术,或为破解之道。能源乃‘南天门’一切活动之根基,动力、维生、探测皆系于此。此步虽小,意义甚大。路漫漫其修远兮,当步步为营。”
笔尖落下,他仿佛能看到,在那片依赖强大能源才能触及的广袤星空下,一颗微小的火种已被点燃,虽摇曳不定,却顽强地照亮着前行的方向。
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