195.第195章 固体电解质和纳米多孔材料（1/2）

第195章 固体电解质和纳米多孔材料

科学岛实验室，样品制备室中。

“嗯……暂时已经准备了四种典型的固体电解质。”

“氧化物类的固体电解质llzo，还有硫化物类固体电解质li3ps4和li6ps5cl，以及聚合物的peo基电解质。”

“电池正极材料就采用硫正极吧，具体就是s/c复合材料。”

“负极就是锂金属。”

“然后……”

萧易小心翼翼地取出了各种所需要用到的材料。

随后便带着这一堆的材料前往了隔壁的电化学测试室。

电化学测试室就是专门为电化学方面的实验所准备的功能室，用于测试材料的电化学性能，特别是电池、电容器等能源材料的研究。

随后，萧易便开始准备组装电池。

在手套箱中组装电池，确保无水无氧环境，然后使用cr2032型扣式电池外壳，组装顺序为锂金属负极-固体电解质-硫正极。

随后首先开始电化学测试，主要进行恒电流充放电测试和电化学阻抗谱测试。

目前来说，固态锂电池已经能够在实验室中实现，只不过想要从实验室中走向商业化应用，仍然差了很多。

当然，萧易现在的实验，主要是为了获得相应的实验数据，然后再发动自己的【材料掌握】，以此来选择自己接下来研究的目标方向。

比如到底是选择氧化物，还是硫化物，又或者是聚合物。

“嗯，恒电流充放电测试的话，就先测试50次循环好了。”

将每个电池搭建完成，而后统一开启电路，等待循环结果。

当然，除此之外，还有纳米压痕测试。

使用纳米压痕仪测量固体电解质薄膜的硬度和弹性模量，通过这个方式，就可以测量各种固体电解质对于锂枝晶的抑制作用。

萧易自然也准备了更多组的材料，直接进行测试。

纳米压痕测试倒是很快就出了结果。

“唔……llzo的硬度和弹性模量最高，其他电解质材料的机械强度就明显低于llzo，尤其是peo基电解质，这种聚合物电解质，机械性能是最差的。”

“这样看的话，llzo就属于比较理想的。”

“再等那边的电化学测试结果吧。”

50次的循环所需要的时间可不短，当然，为了更好的测验这些固体电解质在锂枝晶方面的问题，所以萧易倒是也加快了充放电速度，大概在2c左右，所以预计也需要50个小时的时间。

也就是两天时间。

萧易开始等待起来。

当然他这两天也没有闲着，继续收集各种相关的资料，顺便和那些收到了录取通知的人进行联系，询问一下他们具体什么时候能够到岗。

绝大多数的应届毕业生，都表示很快就能够到岗。

毕竟对于这些应届毕业生来说时间算是比较充裕的，身上也没有什么职位，所以很快就能够到实验室。

也就那些原本就是正副研究员或者是教授讲师这些原本就有岗位的，还需要将工作上的那些事情给处理了才能过来。

而稍微特殊点的就是，本身就是博士后，然后选择退站，重新来科学岛实验室读博士后的。

国内博士后在这方面的机制存在问题，博士后已经不是学生，算是打工仔了，想要离开原博士站点，却仍然需要导师的签字。

不过这次招聘的博士后中，只有刘晓东一个人是博士后。

刘晓东那边也发过来信息了，说是大概还需要一段时间处理事情。

所以萧易也就没有多问。

就这样，两天多的时间过去。

萧易再一次来到了电化学测试室，看了一眼实验的情况，50次循环都已经完成了，各种结果也已经统计出来。

“llzo和li6ps5cl表现出较高的初始放电容量，表明这两者都有较高的离子电导率，嗯……分别是1.0x10^-3s/cm和5.0x10^-4s/cm。”

“循环稳定性上面的话，llzo的循环稳定性最佳，说明其在多硫化物穿梭效应和锂枝晶方面有较好抑制效果。”

“最后是库伦效率，也是llzo的库伦效率最高，电化学反应较为稳定。”

这样一看的话，llzo，锂镧锆氧所具有的潜力确实很高。

“不过……llzo的制备成本比较高。”

萧易沉吟起来。

虽然llzo是当前固体电解质的研究热门，但其制备过程中需要在1000多摄氏度下的高温中进行烧结，对能耗和设备的要求都相对较高，同时也对制备过程中的环境要求严格，再加上高纯度的要求，则更加进一步提高了难度问题。

从商业化的角度来看，llzo仍然需要攻克的问题还是很多。

至于其为什么能成为研究热门嘛，那就懂得都懂了，从实验角度来说，这种各项性能都比较优秀的东西，比较容易出成果，反正在实验室里面又不在乎什么高成本。

“反倒是锂磷硫氯li6ps5cl比较合适一些。”

“500摄氏度以下的温度就能够进行合成，算是比较低温的，对于气氛的要求也没有llzo那样严格，包括纯度上也是一样，此外，如果过于追求材料的机械强度的话，反倒会影响到最后的可加工性，而锂磷硫氯的柔性，加工起来反倒更加的合适。”

“还有原材料，llzo中，不管是镧还是锆，成本都很高，而锂磷硫氯……”

这就更不用多说了，普通人可能都知道锂磷硫氯的这四种元素，而镧和锆，听过的人可就很少了。

要不是当年老朱家的孩子够多，估计都不知道怎么给这种元素命名。

综合考虑之下，萧易还是更加倾向于锂磷硫氯这种固体电解质材料。

毕竟，他的目的是能够实现商业化生产，成为走进千家万户的消费品，而并非那种实验室产物，只能用来出成果用的。

随后，他便不再多说，再次取出了一个锂磷硫氯样品，同时再加上这个样品的各种实验数据，然后开始发动材料掌握。

随着视野又一次进入到了微观的世界中，萧易的表情便又一次流露出了享受一般的神情。

固体电解质和之前那些超导体浑然不同的世界，让他又领略到了一番不同的微观世界。

“锂磷硫氯目前的主要问题，首先是化学稳定性，其在与空气中的水和氧气结合的时候会生成硫化氢这类有害的副产物，其次就是与金属锂电极之间存在化学相容问题，会导致一些化学反应，最终形成更加不稳定的界面……”

“然后就是……还是界面问题，锂磷硫氯与电极材料之间的界面阻抗高，影响离子传导效率。”

“界面问题……界面问题……”

萧易眯起了眼睛。

在电化学领域，界面问题是一个研究十分广泛的问题，它主要研究的就是电极表面与电解质之间相互作用和反应的过程。

而目前看来，对于固体电解质来说，其最大的问题，同样也是界面上可能存在的各种不可控情况。

就像是界面阻抗问题，还有和金属锂这种电极之间存在的化学相容性问题。

“不可控？”

萧易的心中略微一思索，然后就在材料掌握的能力之下，在锂磷硫氯的表面模拟了一层超薄的二氧化硅保护层，然后又在外面模拟了一层水分子和氧分子。

本来，水分子和氧分子同锂磷硫氯结合的话，是能够发生化学反应，影响锂磷硫氯性能的。

但现在，有了这一层超薄的二氧化硅保护层，这个问题就不存在了。