第 2594章 第七十一次实验(2 / 2)
孙工摇了摇头。“不是解决了。是找到了解决的方向。你的沟槽结构,确实能引导锂晶枝有序生长,但氮化钛的成本太高了。大规模生产,用不起。”
王诚愣了一下。“氮化钛很贵吗?”
孙工说:“不贵。但你的制备工艺贵。嵌段共聚物模板,旋涂,退火,氧等离子体刻蚀,原子层沉积——这些工艺,在实验室里可以做,在工厂里做不了。成本太高,良率太低。你的思路是对的,但材料要换,工艺要换。”
他走到窗前,背对着王诚。“你下一步要做的,不是优化性能,是降低成本。找一种便宜的材料,能用简单的工艺做出类似的沟槽结构。比如,阳极氧化铝。铝箔便宜,阳极氧化工艺成熟,成本低,适合大规模生产。你的沟槽结构,能不能用阳极氧化铝做出来?”
王诚想了想。“能。但阳极氧化铝的沟槽,是垂直的,不是平行的。垂直的沟槽,能不能引导锂晶枝生长,需要验证。”
孙工转过身,看着他。“那就去验证。”
第一百二十天,王诚在图书馆里泡了整整三天。
他查了所有能找到的关于阳极氧化铝的文献,从1953年的第一篇论文,到上个月刚发表的综述。他画了几十张草图,写了上百页的计算草稿。第三天晚上,他合上最后一本期刊,靠在椅背上,闭上眼睛。阳极氧化铝的沟槽结构,是六角形密排的,孔道垂直于铝箔表面。这种结构,和他在氮化钛薄膜上设计的平行沟槽完全不同。但他注意到一个细节——在特定的阳极氧化条件下,孔道底部会形成一种“瓶颈”结构,孔径从几十纳米逐渐收缩到几纳米,像一条河流从宽处流向窄处。
这种瓶颈结构,也许也能引导锂晶枝生长。不是用槽壁挡住它,是用孔径的变化限制它。锂晶枝在宽孔道里生长,到了瓶颈处,空间变小了,生长受阻,自然就停下来了。
他睁开眼睛,拿起笔,在计算草稿的最后一页写下了一行字:“阳极氧化铝瓶颈结构——限制锂晶枝生长的可能性。”
他站起来,走出图书馆。夜色很深,研究院的主楼还亮着几盏灯。他站在楼下,望着那些灯火,忽然想起刀小芸那天在食堂说的话——“种下去,才有收成。”他种了三年,今天终于冒了一棵芽。但这棵芽能不能长大,还得看下一阶段的实验。
第一百二十三天,王诚在实验室里搭起了第一套阳极氧化装置。
装置很简单,一个恒温水浴槽,一个磁力搅拌器,一个直流电源,一个盛着电解液的烧杯。铝箔裁成两厘米见方的小片,用丙酮和乙醇超声清洗,然后放进电解液里,通上电。电压不高,四十伏。电流也不大,几十毫安。电解液的温度控制在零度左右,用冰水浴维持。
王诚站在实验台前,看着电流表上跳动的数字,心里有一种很奇怪的感觉。这可能是他这辈子离“工业化”最近的一刻。如果阳极氧化铝能解决问题,那成本就能降到现在的百分之一甚至千分之一。如果成本降下来了,他的技术就能从实验室走向工厂,从工厂走向市场。那些在培训中心学电焊、学修电机的年轻人,也许有一天也能用上他的电池。
阳极氧化的过程很慢。要形成有序的孔道结构,至少需要两个小时。王诚搬了一把椅子,坐在实验台前,盯着电流表。孙工走进来的时候,看见他这副模样,笑了。
“小王,你不用一直盯着。它会自己跑的。”
王诚说:“我知道。但我想看着。”
孙工没有再说。他也搬了一把椅子,坐在王诚旁边,两个人就这么坐着,看着电流表上的数字一点一点地变化。电流先是一阵剧烈的波动,然后慢慢平稳下来,稳定在某个值附近。那是孔道在形成。孙工指着电流表说:“你看,电流稳定了。孔道开始有序生长了。”
王诚看着那条平稳的曲线,忽然想起自己小时候第一次看到显微镜时的感觉。那时候他八岁,爸爸带他去实验室,把他抱起来,让他凑到目镜前面。他看见了一片叶子的细胞结构,那些整齐排列的细胞壁,那些在细胞质里流动的叶绿体。他觉得那是一个完整的、自洽的、不需要任何人解释的世界。现在,他坐在实验室里,看着电流表上那条平稳的曲线,又有了那种感觉。这是一个完整的、自洽的、不需要任何人解释的世界。而他,正在成为这个世界的一部分。
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