2)第三百零二章 技术难关_学霸的科幻世界
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  “第一,就是锂晶枝问题。众所周知,锂空气电池一般采用锂金属作为负极材料,金属锂在充电的时候,由于锂电极表面的不平均,造成锂电池表面电信号分布不均匀,引起锂不均匀沉积。该不均匀沉积过程致使锂在一些部位沉积过快,产生树枝一样的结晶,即锂晶枝现象。当锂晶枝发展到一定程度后,会产生两种后果,一种是晶枝发生折断,产生死锂现象,造成锂的不可逆;另一种后果更严重,晶枝穿过隔膜,将正极与负极连接起来,形成电池短路,结果产生大电流,生成大量的热,温度急剧升高导致电池着火,甚至发生爆炸,从而产生严重的安全问题。”

  “第二,水分以及空气中的氮气控制问题。锂空电池是一个开放体系,这是和锂离子电池不一样的,锂空要用空气中的氧,而空气中含有氮气和水蒸汽,锂会与这两者反应。既要透氧又要防氮防水,这是一个很难解决的问题。”

  “第三,固体反应产物堆积问题。由于在锂空气电池在正极上使用空气中的氧作为活性物质,理论上正极的容量密度是无限的,可加大容量。另外,如果负极使用金属锂,理论容量会比锂离子充电电池提高一位数。但是,固体反应生成物氧化锂(Li2O)会在正极堆积,使电解液与空气的接触被阻断,从而导致放电停止。”

  “第四,氧气的催化还原。氧的反应速度非常慢,要提高氧的反应活性必须采用高效的催化剂,现在的催化剂都是贵金属,因此,必须发展高效廉价的催化剂,而这也一直是制约燃料电池发展的短板。”

  “这四个问题,将会是我们未来半年内亟需解决的难题。”

  “目前,关于这几个问题,我们主要有以下几个思路。”

  “第一,锂晶枝问题。目前国际上关于锂晶枝问题,主要有两种解决方案,第一种,将重质碳酸镁(三氟甲磺酰基)用作电解液添加剂,使沉积的镁与随后积聚的锂发生合金化反应。第二种,就是使用3D聚二甲基硅氧烷(PDMS)层或硅树脂层用作锂金属阳极的基材,缓解锂晶枝的生成。但这两种方案,都或多或少存在一定的问题。所以,我考虑,让大尺寸单层石墨烯薄膜覆盖在锂金属表面,从而抑制锂晶枝的生成。至于如何让石墨烯薄膜覆盖在锂金属表面,这个问题就交给叶兴民教授和霍子谦教授所在的联合团队解决了!”

  “庞教授,放心好了,我们保证完成任务。”

  叶兴民和霍子谦均点头答应了下来。

  这两位都来自材料工程学院,叶兴民去年就加入庞学林的研究小组,在实验室制备高纯度单壁碳纳米管的过程中发回了重要作用。

  后来又被庞学林调到飞刃材料项目组,职级也由之前的副教授升

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