第二百五十章:鋰枝晶

直播在荒野手搓核聚變 第二百五十章:鋰枝晶

模擬空間內，韓元檢查了一下電力剩余情況后便朝著化學實驗室走去。

華、米兩國的專家和科研人員依據直播的情況做出的推測還真是對的。

對于目前的他來說，要想弄出來納米級的光刻機幾乎是一件不可能做到的事情。

因為不具備條件，無論是超高等級的無塵車間也好，還是加工機床也好，都不具備加工納米級甚至是微米級的芯片。

這一次制造光刻機，韓元也從沒想過一次性弄出來納米級的芯片。

他只是想將晶體管運算核心進行一次升級，將其運算力提高一點，然后將原本龐大的運行核心再縮小幾個級別讓其可以安裝到飛行器上而已。

但和現代化的芯片相比，還是有不小的差距的。

現代化家用電腦的芯片運算力基本都是以億為單位計算的。

而他這邊，即便是會升級一次，單個芯片的運算力恐怕也達不到一億。

頂天了千萬級別，即便是他使用多塊芯片，計算力也無法和現代化的芯片相比。

不過如果僅僅是用于編寫設置一些固定程序用于控制飛行器發動機的運行倒是足夠了。

畢竟他不需要像人類社會中的飛機一樣，要執行各種任務，控制各種儀器。

這一架飛行器，需要用到控制程序的，只有電推進發動機。

其他的飛行器內空間更換空氣系統、自動著陸系統、迎角和側滑角邊界控制系統、瞄準控制系統等控制程序他暫時都不需要。

因為這架飛行器是垂直起飛降落的，他只需要控制電推進發動機的輸出功率就足夠了。

而且完成任務需要的速度亦不過是三百公里每小時而已。

說實話，這個速度放到普通的民航客機身上，不過是起飛降落是的時速而已。

不說飛機，就是汽車在某些特定的時候都能達到這個速度。

比如某著名的f1方程式賽車，其直線速度早就突破了三百公里每小時了。

如果不是任務要求是制造‘飛行器’的話，韓元都有制造汽車修建公路來完成任務的想法。

畢竟系統并不要求制造出來的飛行器一直保持三百公里每小時這個速度，只需要極限飛行速度能突破三百公里每小時就足夠了。

相對于制造一臺飛行器來說，制造一輛時速突破三百的汽車可簡單太多了。

而且安全性方面也高太多了。

甩了甩頭，韓元將腦海中的想法丟出去，推開了儲物間的大門，埋頭開始尋找制備高儲能鋰電池的材料。

這一次他拿出來的高儲能鋰電池并非‘鋰空氣電池’，而是‘鋰硫電池’中的一種。

盡管鋰硫電池聽起來比鋰空氣電池差了一個檔次，逼格也降低了不少。

但實際是鋰硫電池同樣是目前人類尚處于科研實驗階段的一種電池，也是目前人類主攻的一種電池。

因為鋰硫電池和鋰空氣電池相比，十年內還有實現的可能性。

而鋰空氣電池，別說十年了，就是二十年、三十年，人類都不一定摸索到正確的道路上。

關于這方面的東西，韓元覺得至少在地球上，沒有人比他更具發言權了。

這個b，他覺得他裝得起。

鋰空氣電池，更準確的稱呼應該是鋰氧電池（lio2）。

它是一種基于金屬與空氣化學能轉換電能的電池。

是一種用鋰作負極，以空氣中的氧氣作為正極反應物的電池。

當初在獲取中級電能應用知識信息并找到鋰空氣電池相關知識信息后，韓元還特意返回了一趟地球，安排實驗室收集一波相關的信息。

目前人類社會中研究鋰空氣電池研發的難點在于固體反應時會生成物氧化鋰，會在正極堆積，使電解液與空氣的接觸被阻斷，從而導致放電失敗。

這是最大的難點之一，屬于金屬鋰的鋰枝晶抑制生長難題，被稱為‘析鋰難題’。

其次還有高離子電導率的li固態電解質難題；空氣電極的水和空氣和金屬鋰負極的隔絕難題；空氣中二氧化碳的干擾難題（因為二氧化碳會和鋰反應生成碳酸鋰，而碳酸鋰是無法再次循環利用的）等等等等。

就這樣說吧：“燃料電池有的毛病它有，鋰電池有的毛病它也有，鋰電池和燃料電池沒有的毛病它還有。”

總結下來，目前人類對于鋰空氣電池的研究，只發現了一大堆無法解決的毛病。

所以鋰空氣電池目前真的還只是一個可望而不可即的夢。

不過這些是站在人類科研的角度來看的。

對韓元來說，他早已經看過鋰空氣電池相關的制造資料信息，他知道該怎么去解決這些問題。

而之前之所以說人類二十年或者三十年都不一定摸索到正確的道路，是因為鋰空氣電池的根本性難題不在于那些。

鋰空氣電池的根本性難題在于目前根本就沒有國家或實驗室真正找到一個合適的體系，可以確定的電解質電解液陰陽極材料等。

因為這是一套全新的體系。

是和“鋰離子電池”全然不同的體系，所涉及的原理也大相徑庭。

所以要解決鋰空氣電池，除了他出手外，最大的可能就是再出現一個‘亞歷山德羅·伏特’那樣的超級天才。

而這種劃時代超級天才，百年難遇一個。

其實“鋰空氣電池”這個概念提出的時間很早，早在二十世紀就已經有人提出來了。

它的核心原理是讓鋰與空氣中的氧氣進行反應，將產生的能量直接轉為電能。

這就如同燒木頭或燒煤炭一樣，作為人類獲取能源最普遍的方式，讓原料與氧氣直接反應，所帶來的是極高的能量釋放。

鋰與空氣的這看似簡單組合，將電池技術的物理天花板，提升了整整一個數量級！

而且，它使用的氧氣來自于空氣，這部分原料近乎無限。

而然想法很美好，結果卻是很殘酷的。

從提出想法開始，科學家就孜孜不倦的一直在研究鋰空氣電池。

但經歷了五十年后，在二十一世紀初，來自米國和歐盟的幾位鋰空氣的頂級專家湊在一起，為《自然》期刊《能源篇》寫了一篇介紹鋰空氣電池發展現狀的文章。

里面開篇就是一句：“在基礎層面，我們對鋰空氣電池中的反應過程所知甚少。”

隨后，緊接著的是：“沒人知道鋰空氣電池是否會成為一項技術，但是為了社會發展和人類未來，我們應該盡力而為去探究（鋰空氣電池的）可能性。”

這兩句話的意思也就是說，在經歷了長達五十多年發展后，在這個領域中最杰出的學者，面對世人時，卻只能低聲地嘆息：

“我們幾乎一無所知。”

由此可見鋰空氣電池的研發難度。

目前來說，鋰空氣電池依舊是一篇混沌，所有前景都隱藏在黑暗中，期待著某一刻有耀眼的光芒能照亮它。

然而這對于韓元來說，并不是，

有關鋰空氣電池相關的知識信息，他早已熟記于心。

就像是掛在高大果樹上的果子一樣，只需要一把梯子，就觸手可得。

只不過他現在最缺的就是制造梯子的時間了。

因為鋰空氣電池是一套全新的體系，如果要弄出來的話，花費的時間實在太長了。

而這一期任務僅剩下兩百天不到的時間，韓元不可能在電池上耗費太多的時間。

所以次于鋰空氣電池的鋰硫電池就成為了這一次任務目標的替代品了。

“鋰硫電池”，是以硫元素作為電池正極，金屬鋰作為負極的一種鋰電池，擁有超高的電池理論比能量。

當然，鋰硫電池在研發時遇到的問題同樣不小。

第一個主要問題同樣是美麗而致命的‘鋰枝晶’形成問題了。

這個問題，已經困難了人類最少半個世紀了，卻依舊沒有太好的解決辦法。

而第二個主要問題則是鋰多硫化合物溶于電解液了，再加上硫作為不導電的物質，導電性非常差，不利于電池的高倍率性能。

除此之外，還有一些其他的問題。

比如硫在充放電過程中，體積的擴大縮小非常大，有可能導致電池損壞之類的。

不過相對比鋰空氣電池來說，鋰硫電池還是有實現的可能的，而不是一張大餅。

目前人類對于鋰硫電池的研發，雖然還處于實驗室階段，但大部分的難題都已經找到了解決方法或者替代品。

“鋰枝晶”生長問題除外。

‘鋰枝晶’這個詞相比即便是不怎么關注科學界及電池行業的人應該都聽過。

他是鋰電池在充電過程中鋰離子還原時形成的樹枝狀金屬鋰，當然，鋰在負極側出現時，鋰的形態不一定是鋰枝晶。

不過無論是哪一種，都統一被稱為‘析鋰’。

鋰枝晶的生長，是影響鋰離子電池安全性和穩定性的根本問題之一，也是最難解決的問題。

鋰枝晶的生成，會導致鋰離子電池在循環過程中電極和電解液界面的不穩定，破壞生成的固體電解質界面膜。

簡單來說，就是鋰枝晶生成后，會戳壞保護膜，導致鋰電池出問題，比如燃燒啊、爆炸啊，爆炸啊、爆炸啊之類的問題。

除此之外，鋰枝晶在生長過程中會不斷消耗電解液并導致金屬鋰的產生不可逆沉積，形成死鋰造成低庫倫效率。

通白的說，其實也就是電池里面的鋰被消耗完了，儲電量就降低了，甚至沒了。

這就是鋰枝晶生成難題。

而韓元要解決的，就是這個。

帶著一堆材料和設備，韓元來到了無塵工作室。

與此同時，收到消息的電池行業、工業界、化學界、材料界甚至是新聞界的人都涌入了直播間中。

所有人都在等待著韓元開始實驗以及最后的結果。