第153章 美丽而致命的枝晶
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陆舟回答道：“我来吧。”
系统并没有规定做实验必须由谁操作，只要将实验做一遍，然后收集需要收集的数据就行了。不过不出于学习的目的，陆舟还是想亲自动手操作一遍的。
毕竟，纸上得来终觉浅，书本上交给他都是理论，只有落实到手上，才能将那传说中的黑科技变成真家伙。
很有仪式感地换上了白大褂，陆舟稍微拿出了点科学家的气势，伸深呼吸了一口气，伸手去拿那个装着实验材料的样品盒。
然而，他的手还没摸到，就被眼疾手快的钱师兄一把夺过去了。
“还是我来吧，一边看着。”
二话不说，钱师兄便接管了实验的主动权，把一脸懵逼的陆舟晾在了旁边。
看向刘师兄，抱着双臂的刘师兄无奈耸了耸肩。
“别介意，老钱就是这样，这里的仪器就像他老婆，比他命都重要……第一次你还是看着他做一遍吧。”
钱师兄头也不回，随后说道：“做实验不是搞数学，算错了一个小数点改一改还能接着算，实验错了一个小细节，可能导致整个实验废掉。当然，我更怕的是你把实验器材给废掉……把你的设计的实验流程那给我看看。”
“在这里。”陆舟迅速拿出了那张A4纸。
系统要求进行的实验步骤和需要收集的实验数据，他都写在上面了。
钱师兄接过A4纸扫了一眼，点了点头：“设计的还挺专业的。”
emmm……
毕竟是系统设计的。
陆舟表情微妙，没有说话。
……
实验的流程很简单，从制作电池开始，到观察现象。
使用95.7%的石墨作为负极材料，粘合剂为羧甲基纤维素钠（CMC）和丁苯橡胶（SBR），集流体为铜箔。石墨层厚度为90μm，正极活性材料使用LiFePO4，集流体为铝箔。
至于隔膜，用的是Celgard2325的三层隔膜，厚度约25μm。
为了防止材料氧化，一切操作都是在充满氩气的手套箱中进行的。
当然，不只是为了防止材料氧化，同事也是为了防止电解液中的LiPF6成分，与空气中的水反应生成氢氟酸。
氢氟酸这东西，学过高中化学的人都知道。
而这玩意儿有多危险，在硅基微电子实验室待过的人，应该也都很清楚。哪只手上抹一点，这只手基本上就没法见人了。
从钱师兄的操作流程来看，显然比陆舟这个理论家专业的多。
很快，样品便制作完成。
为了防止样品被破坏，使用的是边对边的组装方式。钱师兄在手套箱中用一层隔膜将LiFePO4材料完全包覆，并小心翼翼地将正负极自由端留出了2mm的间距。
这一步很关键，关乎着实验的安全。
从手套箱中取出了样品，钱师兄关闭了各路气阀，长出了一口气。
“搞定。”
看着钱师兄手中的样品，陆舟问：“这是电池？”
“一个简易且不安全的锂离子电池，”钱师兄言简意赅地介绍道。
陆舟紧张了一下：“会爆炸吗？”
钱师兄摇头：“爆炸到不会，但操作不当，可能会导致起火。”
而且，是在数码显微镜上起火。
把样品烧坏了倒是小事，把数码显微镜的镜头给烤了，那就麻烦大了。
陆舟估计，这也是钱师兄不让自己这个新手碰实验的原因之一。
将样品接上了BK-6808可充电电池性测试仪，然后放在数码显微镜上，钱师兄对着电脑设置了几个参数，一边自言自语似得小声重复着纸上的步骤：“2min采集一次图像，数据数据收集频率为1Hz，电池首次充电至400min后放电至截止电压……OK了。”
剩下的，就是漫长的等待了。
看着那毫无变化的仪器，陆舟忍不住问道：“你们做电池材料试验都要等这么久吗？”
四百分钟，这都快七个小时了。
钱师兄推了推眼镜说道：“七个小时是基本操作，有时候还得等几天才能看到结果，一般情况下会留个人在实验室值班，基本上是我和刘波两个轮流做。”
“没错，”刘波笑着说，“去年一年我刷了四十多部剧，就是在实验室里值班的时候刷的，要我给你推荐点吗？”
陆舟：“这个，还是不用了吧。”
就算推荐了，他多半也没什么时间去看。
需要做的操作全都做完后，钱师兄简单地教了陆舟一些，处理突发状况的方法。
比如看到样品冒烟，闻到不对劲的气味，该如何清理损毁样品，如何保护仪器，以及最关键的如何保护自己。
无论仪器多么贵重，都比不上人重要。
当然，这个实验并没有那么危险，所以在钱师兄很放心地将钥匙扔到了陆舟手上。
他和刘师兄还有点事，不可能一直待在这里，而陆舟也不好意思这么麻烦人家。毕竟做这个实验，就已经耽误他们不少时间了。
将量子色动力学的书拿出来，陆舟就坐在数码显微镜的旁边，一边恶补理论物理学方面的知识，一边时不时地瞟两眼数码显微镜上的情况。
到后来，他发现自己完全没必要这么小心翼翼，这样品在显微镜下呆了这么久，外面看上去一点变化都没有。
看得出来，钱师兄做实验的手艺，还是相当靠谱的。
从上午十点多开始，在实验室一直待到了快晚上六点，期间陆舟还叫了个外卖，吃了中午饭。
终于，设定的时间到了，充放电结束，陆舟按照钱师兄说的，保持开路状态等待了10分钟，然后切断电源。
几乎就在他做完了这些收尾的工作之后，实验室外传来了脚步声，刚在食堂吃过晚饭的刘师兄，几乎是踩着点到了实验室。
“搞定了？”看了眼样品的情况，刘师兄熟练地操作着电脑，点选了打印的按钮，“那就收集数据吧。”
打印机嗡嗡的响起。
很快，陆舟得到了他想要的东西。
一组记录着锂枝晶在微观下生长的图片，以及系统要求收集的循环电压曲线之类的图表等等。
一边在收集这些数据，刘师兄一边用闲聊的口吻说道。
“……锂是最理想的负极材料，但也是最难伺候的。在充电的时候，回到负极的锂离子永远不会如你所愿，老老实实变回平坦的锂金属层，而是会向开花一样，形成一个美丽而致命的树杈。”
等待着打印机印完图表，陆舟随口问道：“致命？”
“是的，这种叫枝晶的东西一旦形成，就会随着不断充电而不可遏制的继续生长，而最终就会像一把叉子一样，刺破隔膜，接触正极。”
说到这里，刘师兄停顿了一下，用开玩笑的语气说的：“想象一下，如果用一根电线连同电池的正极和负极是什么情形？没错，就是短路。而有机的电解液都是易燃物，听说过moli公司吗？”
“没有……怎么了？”
刘师兄耸了耸肩，将打印出来的a4纸交到了陆舟手上，“他们的产品差一点创造了历史，但就是因为用了锂做负极，结果发生了重大的安全事故，结果导致NTT手机被召回，最后公司破产被收购。相比之下索尼就很聪明，直接用石墨做负极，推出锂离子电池迅速占领了市场。”
陆舟忍不住问：“他们难道没有做安全测试？”
刘师兄叹了口气：“是啊，是个人都会这么问，但事情可能远远没这么简单。也许做了根本没发现问题？也许他们认为自己找到了完美的解决方案？谁知道呢？有时候，现实就是这么的魔幻。”
陆舟回答道：“我来吧。”
系统并没有规定做实验必须由谁操作，只要将实验做一遍，然后收集需要收集的数据就行了。不过不出于学习的目的，陆舟还是想亲自动手操作一遍的。
毕竟，纸上得来终觉浅，书本上交给他都是理论，只有落实到手上，才能将那传说中的黑科技变成真家伙。
很有仪式感地换上了白大褂，陆舟稍微拿出了点科学家的气势，伸深呼吸了一口气，伸手去拿那个装着实验材料的样品盒。
然而，他的手还没摸到，就被眼疾手快的钱师兄一把夺过去了。
“还是我来吧，一边看着。”
二话不说，钱师兄便接管了实验的主动权，把一脸懵逼的陆舟晾在了旁边。
看向刘师兄，抱着双臂的刘师兄无奈耸了耸肩。
“别介意，老钱就是这样，这里的仪器就像他老婆，比他命都重要……第一次你还是看着他做一遍吧。”
钱师兄头也不回，随后说道：“做实验不是搞数学，算错了一个小数点改一改还能接着算，实验错了一个小细节，可能导致整个实验废掉。当然，我更怕的是你把实验器材给废掉……把你的设计的实验流程那给我看看。”
“在这里。”陆舟迅速拿出了那张A4纸。
系统要求进行的实验步骤和需要收集的实验数据，他都写在上面了。
钱师兄接过A4纸扫了一眼，点了点头：“设计的还挺专业的。”
emmm……
毕竟是系统设计的。
陆舟表情微妙，没有说话。
……
实验的流程很简单，从制作电池开始，到观察现象。
使用95.7%的石墨作为负极材料，粘合剂为羧甲基纤维素钠（CMC）和丁苯橡胶（SBR），集流体为铜箔。石墨层厚度为90μm，正极活性材料使用LiFePO4，集流体为铝箔。
至于隔膜，用的是Celgard2325的三层隔膜，厚度约25μm。
为了防止材料氧化，一切操作都是在充满氩气的手套箱中进行的。
当然，不只是为了防止材料氧化，同事也是为了防止电解液中的LiPF6成分，与空气中的水反应生成氢氟酸。
氢氟酸这东西，学过高中化学的人都知道。
而这玩意儿有多危险，在硅基微电子实验室待过的人，应该也都很清楚。哪只手上抹一点，这只手基本上就没法见人了。
从钱师兄的操作流程来看，显然比陆舟这个理论家专业的多。
很快，样品便制作完成。
为了防止样品被破坏，使用的是边对边的组装方式。钱师兄在手套箱中用一层隔膜将LiFePO4材料完全包覆，并小心翼翼地将正负极自由端留出了2mm的间距。
这一步很关键，关乎着实验的安全。
从手套箱中取出了样品，钱师兄关闭了各路气阀，长出了一口气。
“搞定。”
看着钱师兄手中的样品，陆舟问：“这是电池？”
“一个简易且不安全的锂离子电池，”钱师兄言简意赅地介绍道。
陆舟紧张了一下：“会爆炸吗？”
钱师兄摇头：“爆炸到不会，但操作不当，可能会导致起火。”
而且，是在数码显微镜上起火。
把样品烧坏了倒是小事，把数码显微镜的镜头给烤了，那就麻烦大了。
陆舟估计，这也是钱师兄不让自己这个新手碰实验的原因之一。
将样品接上了BK-6808可充电电池性测试仪，然后放在数码显微镜上，钱师兄对着电脑设置了几个参数，一边自言自语似得小声重复着纸上的步骤：“2min采集一次图像，数据数据收集频率为1Hz，电池首次充电至400min后放电至截止电压……OK了。”
剩下的，就是漫长的等待了。
看着那毫无变化的仪器，陆舟忍不住问道：“你们做电池材料试验都要等这么久吗？”
四百分钟，这都快七个小时了。
钱师兄推了推眼镜说道：“七个小时是基本操作，有时候还得等几天才能看到结果，一般情况下会留个人在实验室值班，基本上是我和刘波两个轮流做。”
“没错，”刘波笑着说，“去年一年我刷了四十多部剧，就是在实验室里值班的时候刷的，要我给你推荐点吗？”
陆舟：“这个，还是不用了吧。”
就算推荐了，他多半也没什么时间去看。
需要做的操作全都做完后，钱师兄简单地教了陆舟一些，处理突发状况的方法。
比如看到样品冒烟，闻到不对劲的气味，该如何清理损毁样品，如何保护仪器，以及最关键的如何保护自己。
无论仪器多么贵重，都比不上人重要。
当然，这个实验并没有那么危险，所以在钱师兄很放心地将钥匙扔到了陆舟手上。
他和刘师兄还有点事，不可能一直待在这里，而陆舟也不好意思这么麻烦人家。毕竟做这个实验，就已经耽误他们不少时间了。
将量子色动力学的书拿出来，陆舟就坐在数码显微镜的旁边，一边恶补理论物理学方面的知识，一边时不时地瞟两眼数码显微镜上的情况。
到后来，他发现自己完全没必要这么小心翼翼，这样品在显微镜下呆了这么久，外面看上去一点变化都没有。
看得出来，钱师兄做实验的手艺，还是相当靠谱的。
从上午十点多开始，在实验室一直待到了快晚上六点，期间陆舟还叫了个外卖，吃了中午饭。
终于，设定的时间到了，充放电结束，陆舟按照钱师兄说的，保持开路状态等待了10分钟，然后切断电源。
几乎就在他做完了这些收尾的工作之后，实验室外传来了脚步声，刚在食堂吃过晚饭的刘师兄，几乎是踩着点到了实验室。
“搞定了？”看了眼样品的情况，刘师兄熟练地操作着电脑，点选了打印的按钮，“那就收集数据吧。”
打印机嗡嗡的响起。
很快，陆舟得到了他想要的东西。
一组记录着锂枝晶在微观下生长的图片，以及系统要求收集的循环电压曲线之类的图表等等。
一边在收集这些数据，刘师兄一边用闲聊的口吻说道。
“……锂是最理想的负极材料，但也是最难伺候的。在充电的时候，回到负极的锂离子永远不会如你所愿，老老实实变回平坦的锂金属层，而是会向开花一样，形成一个美丽而致命的树杈。”
等待着打印机印完图表，陆舟随口问道：“致命？”
“是的，这种叫枝晶的东西一旦形成，就会随着不断充电而不可遏制的继续生长，而最终就会像一把叉子一样，刺破隔膜，接触正极。”
说到这里，刘师兄停顿了一下，用开玩笑的语气说的：“想象一下，如果用一根电线连同电池的正极和负极是什么情形？没错，就是短路。而有机的电解液都是易燃物，听说过moli公司吗？”
“没有……怎么了？”
刘师兄耸了耸肩，将打印出来的a4纸交到了陆舟手上，“他们的产品差一点创造了历史，但就是因为用了锂做负极，结果发生了重大的安全事故，结果导致NTT手机被召回，最后公司破产被收购。相比之下索尼就很聪明，直接用石墨做负极，推出锂离子电池迅速占领了市场。”
陆舟忍不住问：“他们难道没有做安全测试？”
刘师兄叹了口气：“是啊，是个人都会这么问，但事情可能远远没这么简单。也许做了根本没发现问题？也许他们认为自己找到了完美的解决方案？谁知道呢？有时候，现实就是这么的魔幻。”