第72章 高容量鋰电池研发成功
重回1990:我的科技强国路 作者:佚名
第72章 高容量鋰电池研发成功
冀省,朗朗工业园区。
“未来科技”先进能源实验室內,灯火通明,彻夜不息。
与总部“泰山石”项目组那种交织著焦虑与希望的紧张不同,这里瀰漫著一种更为纯粹、却也更为压抑的专注。
空气里混杂著轻微的化学溶剂气味和机器低沉的运行声,身穿白大褂的研究员们步履匆匆,表情凝重,目光紧紧跟隨著流水线上每一个微小的变化。
徐文渊站在新建的中试生產线控制台前,眉头紧锁,仿佛苍老了几岁。
实验室里那块能量密度达到130wh/kg的电池样品,此刻正像一座遥不可及的灯塔,而横亘在眼前的,是从实验室的“样品”到生產线“產品”之间,波涛汹涌的工程化海洋。
“徐院,还是不行。”
一名负责工艺的工程师摘下防尘帽,脸上写满了疲惫与沮丧,將最新一批下线的电池单元测试报告递了过来,
“浆料涂布的均匀性始终无法稳定,批次差异超过8%。导致的结果就是,同一批生產的电芯,內阻和容量离散性太大,根本无法匹配成组。强行组包,整体性能会向最差的那个电芯看齐,而且安全风险激增。”
报告上的数据曲线参差不齐,像一道丑陋的疤痕,刻在徐文渊的心上。
实验室里,他们可以用精细的手工操作,调配出完美的浆料,均匀地涂布在集流体上,得到性能卓越的样品。
但到了中试线,要实现大规模、高速、稳定的自动化生產,那些在实验室里可以忽略不计的细微因素:原料的轻微批次差异、搅拌速度与时间的微妙影响、涂布辊的精度和磨损,都被无限放大,成为难以逾越的障碍。
“石墨烯的分散是关键。”
徐文渊的声音有些沙哑,他指著屏幕上浆料製备的监控画面,
“现有的分散工艺无法完全克服石墨烯片层之间的范德华力,导致其在浆料中容易重新团聚,形成微小的『疙瘩』,这些『疙瘩』就是涂布不均的罪魁祸首。”
“我们试过了所有常规的分散剂和超声方案,效果都不理想。”
工程师无奈道,
“要么分散不彻底,要么引入了对电池性能有害的杂质离子。这就像……就像要把一堆极细的沙子,均匀地混进黏土里,还不能沾上一点油污,太难了。”
压力如山。
总部那边,陈醒的期望,“泰山石”项目组嗷嗷待哺的紧迫,以及整个集团对打破电池瓶颈的渴望,都沉甸甸地压在徐文渊和他的团队肩上。
他们已经连续奋战了快一个月,睡眠被压缩到极致,咖啡杯在操作台上堆成了小山,但进展缓慢。
就在这时,徐文渊的专用电话响了。是陈醒。
“徐院长,进展如何?”
陈醒的声音从电话那头传来,没有催促,只有关切。他深知从实验室到量產这一步的艰难,远非一句“加大投入”就能解决。
徐文渊没有隱瞒,將面临的浆料分散和涂布均匀性的核心难题,用最简洁的语言匯报了一遍。
电话那头沉默了片刻,隨即,陈醒的声音再次响起,带著一种奇特的、仿佛能穿透迷雾的洞察力:
“徐院长,我记得……前世,哦不,是我在一些前沿资料上看到过,解决纳米材料分散,有时需要跳出传统的物理分散和化学分散思路,考虑『机械化学』的方法?比如,利用高能球磨过程中產生的瞬时高温高压,强制打开石墨烯的片层,並使其与活性物质產生更强的结合?或许,我们可以尝试改造现有的球磨设备,调整磨球材质、大小配比和转速,寻找那个能產生『协同效应』的临界点?”
徐文渊握著电话的手猛地一紧!陈醒的话,如同黑暗中划过的一道闪电,瞬间照亮了一个他之前未曾深入探索的方向!
机械化学法!他脑海中立刻浮现出相关的理论框架和潜在的可能性。这种方法暴力而直接,或许正是打破当前僵局的关键!
“陈总,您这个思路……太及时了!”
徐文渊的声音因激动而微微发颤,
“我明白了!我们立刻调整方向,集中力量攻克球磨工艺!”
掛了电话,徐文渊眼中重新燃起了炽热的火焰。
他立刻召集核心工艺工程师,將陈醒的思路转化为具体的技术方案。实验室角落那台原本用於前期材料预处理的高能行星球磨机,被赋予了新的使命。
接下来的几天,实验室变成了一个嘈杂的“工坊”。球磨机日夜轰鸣,不同的氧化鋯磨球、不锈钢磨球被尝试,大小配比不断优化,转速从几百转到上千转进行地毯式搜索。
研究人员们顶著黑眼圈,守著机器,一遍又一遍地取样、测试、分析。
失败,调整,再失败,再调整……直到第三天深夜。
“徐院!徐院!快来看!”
一名年轻的研究员几乎是连滚带爬地衝进徐文渊的临时办公室,手里举著一片刚刚完成涂布、尚未烘乾的极片,声音因为极度的兴奋而变调,“你看这色泽!这均匀度!”
徐文渊一个箭步衝过去,接过极片,对著灯光仔细查看。只见暗色的浆料在集流体上铺展得如丝绸般平滑均匀,肉眼几乎看不到任何颗粒感或厚薄不均的痕跡。他强忍著心跳,立刻带著这片极片赶到检测室。
初步的厚度检测数据出来,標准差控制在惊人的1%以內!远低於之前8%的波动。
“快!立刻送进乾燥箱,然后组装成测试电芯!”
徐文渊的声音抑制不住地颤抖。
整个团队都被动员起来,所有人围在小小的组装车间外,屏息凝神,等待著最终的结果。时间一分一秒地过去,空气中瀰漫著一种近乎神圣的期待。
凌晨四点,第一颗採用新工艺浆料製备的测试电芯,被送到了全性能检测设备上。
充放电测试启动。
电压曲线平稳上升。
容量数据开始跳动……最终,稳稳地停在了一个数字上,1350mah!折算成能量密度,达到了132wh/kg!不仅稳定达到了实验室样品的水平,甚至还有所超越!
更重要的是,隨后连续抽检的十颗电芯,容量差异被控制在惊人的2%以內!一致性问题,这个量產路上最大的拦路虎,被一举攻克!
“成功了!我们成功了!”
不知是谁先喊了一声,瞬间,压抑了太久的狂喜如同火山般喷发!实验室內爆发出震耳欲聋的欢呼声,研究员们相互拥抱,有些人甚至激动地流下了眼泪。连续一个多月不眠不休的奋战,无数次濒临绝望后的坚持,终於在这一刻,化为了成功的甘泉。
徐文渊看著屏幕上那稳定而漂亮的数据曲线,眼眶湿润了。他扶了扶眼镜,深吸一口气,努力平復著激盪的心情,然后拿起电话,拨通了陈醒的號码。
儘管已是深夜,他知道陈醒一定在等。
“陈总,”
徐文渊的声音带著疲惫,更带著无比的欣慰与自豪,
“高容量鋰电池……我们,成功了!”
电话那头,陈醒明显鬆了一口气,隨即传来他沉稳而有力的声音:
“辛苦了,徐院长!辛苦了,能源实验室的每一位同事!这是里程碑式的胜利!我代表集团,感谢你们的付出!”
“这是团队的力量,也离不开您关键时刻的指点。”
徐文渊由衷地说。
“接下来,全力扩大中试规模,稳定工艺参数,为『泰山石』的正式量產备足弹药!”
陈醒下达了新的指令,
“我会让苏黛协调生產资源,全力配合你们!”
消息传回总部,“泰山石”项目组一片欢腾。
林薇长舒一口气,立刻带领团队,根据確定减薄1.5毫米后的电池包尺寸,开始了新一轮的、更为大胆的散热和结构设计。性能与便携的天平,终於开始向著“未来科技”倾斜。
然而,就在徐文渊团队沉浸在成功的喜悦中,开始著手编写標准作业程序,准备將新工艺固化下来,推向更大规模量產的时候,一个细微的、却足以引起警惕的现象,被一位细心的一线操作员发现了。
“主任,您看,”
操作员指著刚刚下线的一批电芯的电压內阻检测数据,
“这一批的电芯,內阻好像比之前测试的样品,普遍高了零点几个毫欧。虽然还在合格范围內,但趋势有点不太对劲。”
技术主任接过数据,仔细比对,眉头渐渐皱起。他立刻检查了这批电芯所使用的原材料批次记录,发现正极材料供应商,提供这一批次的磷酸铁鋰原料的振实密度,比之前使用的批次,略低了少许。
“可能是原料的微小波动,影响了最终极片的压实密度,进而导致了內阻的微小上升。”
技术主任初步判断,
“问题不大,但需要持续关注,並通知採购部,加强对上游原料供应商的一致性管控。”
这份细微的波动报告,按照流程被匯总后,放在了徐文渊的案头。
他仔细审阅后,批註了“密切监控,溯源管控”的意见。成功带来的喜悦稍稍降温,他再次清晰地认识到,大规模工业化生產的复杂性与挑战性,每一个环节的细微偏差,都可能被放大,影响最终產品的性能与可靠。
第72章 高容量鋰电池研发成功
冀省,朗朗工业园区。
“未来科技”先进能源实验室內,灯火通明,彻夜不息。
与总部“泰山石”项目组那种交织著焦虑与希望的紧张不同,这里瀰漫著一种更为纯粹、却也更为压抑的专注。
空气里混杂著轻微的化学溶剂气味和机器低沉的运行声,身穿白大褂的研究员们步履匆匆,表情凝重,目光紧紧跟隨著流水线上每一个微小的变化。
徐文渊站在新建的中试生產线控制台前,眉头紧锁,仿佛苍老了几岁。
实验室里那块能量密度达到130wh/kg的电池样品,此刻正像一座遥不可及的灯塔,而横亘在眼前的,是从实验室的“样品”到生產线“產品”之间,波涛汹涌的工程化海洋。
“徐院,还是不行。”
一名负责工艺的工程师摘下防尘帽,脸上写满了疲惫与沮丧,將最新一批下线的电池单元测试报告递了过来,
“浆料涂布的均匀性始终无法稳定,批次差异超过8%。导致的结果就是,同一批生產的电芯,內阻和容量离散性太大,根本无法匹配成组。强行组包,整体性能会向最差的那个电芯看齐,而且安全风险激增。”
报告上的数据曲线参差不齐,像一道丑陋的疤痕,刻在徐文渊的心上。
实验室里,他们可以用精细的手工操作,调配出完美的浆料,均匀地涂布在集流体上,得到性能卓越的样品。
但到了中试线,要实现大规模、高速、稳定的自动化生產,那些在实验室里可以忽略不计的细微因素:原料的轻微批次差异、搅拌速度与时间的微妙影响、涂布辊的精度和磨损,都被无限放大,成为难以逾越的障碍。
“石墨烯的分散是关键。”
徐文渊的声音有些沙哑,他指著屏幕上浆料製备的监控画面,
“现有的分散工艺无法完全克服石墨烯片层之间的范德华力,导致其在浆料中容易重新团聚,形成微小的『疙瘩』,这些『疙瘩』就是涂布不均的罪魁祸首。”
“我们试过了所有常规的分散剂和超声方案,效果都不理想。”
工程师无奈道,
“要么分散不彻底,要么引入了对电池性能有害的杂质离子。这就像……就像要把一堆极细的沙子,均匀地混进黏土里,还不能沾上一点油污,太难了。”
压力如山。
总部那边,陈醒的期望,“泰山石”项目组嗷嗷待哺的紧迫,以及整个集团对打破电池瓶颈的渴望,都沉甸甸地压在徐文渊和他的团队肩上。
他们已经连续奋战了快一个月,睡眠被压缩到极致,咖啡杯在操作台上堆成了小山,但进展缓慢。
就在这时,徐文渊的专用电话响了。是陈醒。
“徐院长,进展如何?”
陈醒的声音从电话那头传来,没有催促,只有关切。他深知从实验室到量產这一步的艰难,远非一句“加大投入”就能解决。
徐文渊没有隱瞒,將面临的浆料分散和涂布均匀性的核心难题,用最简洁的语言匯报了一遍。
电话那头沉默了片刻,隨即,陈醒的声音再次响起,带著一种奇特的、仿佛能穿透迷雾的洞察力:
“徐院长,我记得……前世,哦不,是我在一些前沿资料上看到过,解决纳米材料分散,有时需要跳出传统的物理分散和化学分散思路,考虑『机械化学』的方法?比如,利用高能球磨过程中產生的瞬时高温高压,强制打开石墨烯的片层,並使其与活性物质產生更强的结合?或许,我们可以尝试改造现有的球磨设备,调整磨球材质、大小配比和转速,寻找那个能產生『协同效应』的临界点?”
徐文渊握著电话的手猛地一紧!陈醒的话,如同黑暗中划过的一道闪电,瞬间照亮了一个他之前未曾深入探索的方向!
机械化学法!他脑海中立刻浮现出相关的理论框架和潜在的可能性。这种方法暴力而直接,或许正是打破当前僵局的关键!
“陈总,您这个思路……太及时了!”
徐文渊的声音因激动而微微发颤,
“我明白了!我们立刻调整方向,集中力量攻克球磨工艺!”
掛了电话,徐文渊眼中重新燃起了炽热的火焰。
他立刻召集核心工艺工程师,將陈醒的思路转化为具体的技术方案。实验室角落那台原本用於前期材料预处理的高能行星球磨机,被赋予了新的使命。
接下来的几天,实验室变成了一个嘈杂的“工坊”。球磨机日夜轰鸣,不同的氧化鋯磨球、不锈钢磨球被尝试,大小配比不断优化,转速从几百转到上千转进行地毯式搜索。
研究人员们顶著黑眼圈,守著机器,一遍又一遍地取样、测试、分析。
失败,调整,再失败,再调整……直到第三天深夜。
“徐院!徐院!快来看!”
一名年轻的研究员几乎是连滚带爬地衝进徐文渊的临时办公室,手里举著一片刚刚完成涂布、尚未烘乾的极片,声音因为极度的兴奋而变调,“你看这色泽!这均匀度!”
徐文渊一个箭步衝过去,接过极片,对著灯光仔细查看。只见暗色的浆料在集流体上铺展得如丝绸般平滑均匀,肉眼几乎看不到任何颗粒感或厚薄不均的痕跡。他强忍著心跳,立刻带著这片极片赶到检测室。
初步的厚度检测数据出来,標准差控制在惊人的1%以內!远低於之前8%的波动。
“快!立刻送进乾燥箱,然后组装成测试电芯!”
徐文渊的声音抑制不住地颤抖。
整个团队都被动员起来,所有人围在小小的组装车间外,屏息凝神,等待著最终的结果。时间一分一秒地过去,空气中瀰漫著一种近乎神圣的期待。
凌晨四点,第一颗採用新工艺浆料製备的测试电芯,被送到了全性能检测设备上。
充放电测试启动。
电压曲线平稳上升。
容量数据开始跳动……最终,稳稳地停在了一个数字上,1350mah!折算成能量密度,达到了132wh/kg!不仅稳定达到了实验室样品的水平,甚至还有所超越!
更重要的是,隨后连续抽检的十颗电芯,容量差异被控制在惊人的2%以內!一致性问题,这个量產路上最大的拦路虎,被一举攻克!
“成功了!我们成功了!”
不知是谁先喊了一声,瞬间,压抑了太久的狂喜如同火山般喷发!实验室內爆发出震耳欲聋的欢呼声,研究员们相互拥抱,有些人甚至激动地流下了眼泪。连续一个多月不眠不休的奋战,无数次濒临绝望后的坚持,终於在这一刻,化为了成功的甘泉。
徐文渊看著屏幕上那稳定而漂亮的数据曲线,眼眶湿润了。他扶了扶眼镜,深吸一口气,努力平復著激盪的心情,然后拿起电话,拨通了陈醒的號码。
儘管已是深夜,他知道陈醒一定在等。
“陈总,”
徐文渊的声音带著疲惫,更带著无比的欣慰与自豪,
“高容量鋰电池……我们,成功了!”
电话那头,陈醒明显鬆了一口气,隨即传来他沉稳而有力的声音:
“辛苦了,徐院长!辛苦了,能源实验室的每一位同事!这是里程碑式的胜利!我代表集团,感谢你们的付出!”
“这是团队的力量,也离不开您关键时刻的指点。”
徐文渊由衷地说。
“接下来,全力扩大中试规模,稳定工艺参数,为『泰山石』的正式量產备足弹药!”
陈醒下达了新的指令,
“我会让苏黛协调生產资源,全力配合你们!”
消息传回总部,“泰山石”项目组一片欢腾。
林薇长舒一口气,立刻带领团队,根据確定减薄1.5毫米后的电池包尺寸,开始了新一轮的、更为大胆的散热和结构设计。性能与便携的天平,终於开始向著“未来科技”倾斜。
然而,就在徐文渊团队沉浸在成功的喜悦中,开始著手编写標准作业程序,准备將新工艺固化下来,推向更大规模量產的时候,一个细微的、却足以引起警惕的现象,被一位细心的一线操作员发现了。
“主任,您看,”
操作员指著刚刚下线的一批电芯的电压內阻检测数据,
“这一批的电芯,內阻好像比之前测试的样品,普遍高了零点几个毫欧。虽然还在合格范围內,但趋势有点不太对劲。”
技术主任接过数据,仔细比对,眉头渐渐皱起。他立刻检查了这批电芯所使用的原材料批次记录,发现正极材料供应商,提供这一批次的磷酸铁鋰原料的振实密度,比之前使用的批次,略低了少许。
“可能是原料的微小波动,影响了最终极片的压实密度,进而导致了內阻的微小上升。”
技术主任初步判断,
“问题不大,但需要持续关注,並通知採购部,加强对上游原料供应商的一致性管控。”
这份细微的波动报告,按照流程被匯总后,放在了徐文渊的案头。
他仔细审阅后,批註了“密切监控,溯源管控”的意见。成功带来的喜悦稍稍降温,他再次清晰地认识到,大规模工业化生產的复杂性与挑战性,每一个环节的细微偏差,都可能被放大,影响最终產品的性能与可靠。