两个小时后,王诚取出那片铝箔。表面颜色变了,从银白色变成了浅灰色,那是氧化铝薄膜的颜色。他用去离子水冲洗干净,用氮气吹干,然后放到扫描电镜下观察。
孔道形成了。但不是他想要的那种瓶颈结构。孔径太大,大概两百纳米,而且分布不均匀,有的孔大,有的孔小,有的地方密,有的地方疏。他调出文献里的标准图像,和自己的样品对比,差距很明显。人家的孔道是六角形密排的,间距均匀,孔径一致。他的孔道像是被虫子啃过的木头,乱七八糟。
孙工凑过来看了一眼,说:“电压太高了。降到三十伏试试。”
王诚重新做了一片。这次电压三十伏,电流小了一些,氧化时间还是两个小时。取出来一看,孔径小了一些,大概一百五十纳米,但分布还是不均匀。孙工说:“再降。二十五伏。”
王诚又做了一片。二十五伏,孔径一百二十纳米,分布比前两次均匀了一些,但离理想状态还有差距。孙工说:“电解液的温度呢?你控制了吗?”
王诚说:“零度。用冰水浴。”
孙工说:“零度不够。试试零下十度。用乙二醇冷却。”
王诚愣了一下。“零下十度?电解液不会结冰吗?”
孙工说:“乙二醇不会。乙二醇的冰点,零下四十度。”
第一百二十六天,王诚弄到了一台低温恒温槽,能精确控制温度到零下二十度。他把电解液换成乙二醇和水的混合溶液,浓度配到冰点零下三十度。恒温槽的温度设到零下十度,铝箔放进去,通上电,电压二十五伏。
这次氧化了三个小时。取出来的时候,铝箔表面的颜色更深了,是深灰色的。他洗干净,吹干,放到扫描电镜下观察。
孔道形成了。六角形密排,间距均匀,孔径一致。孔径大概八十纳米,比锂晶枝的临界尺寸小了一倍多。他在孔道底部看到了那种瓶颈结构,孔道在靠近铝基体的地方逐渐收缩,从八十纳米缩到二十纳米左右,像一条河流从宽处流向窄处。
他看了很久,久到孙工走过来拍了拍他的肩膀。“小王,成了?”
王诚说:“成了。”
孙工凑到目镜前看了一眼,直起腰,点了点头。“成了。接下来,测性能。”
第一百二十八天,电池测试间。
王诚站在测试仪前面,屏幕上同时显示着六条曲线。六组电池,每组三个平行样,全部用的是阳极氧化铝隔膜。沟槽结构是六角形密排的,孔径八十纳米,瓶颈处收缩到二十纳米。
第一圈充电。电压平稳上升,电流稳定,没有波动。六条曲线几乎完全重合,像六条并行的河流。第一圈放电。电压平稳下降,容量正常。没有短路,没有异常发热。
第二圈。第三圈。第四圈。
跑到第五十圈的时候,王诚的手心开始出汗。五十圈是锂金属电池的一个坎,很多论文里的数据,跑到五十圈就开始衰减,跑到一百圈就彻底不行了。他的电池能跑多少圈?他不知道。他只能等。屏幕上的曲线还在跑,电压还是平稳的,容量还是正常的。第五十一圈,第五十二圈,第五十三圈。
跑到第一百圈的时候,王诚转过身,看着孙工。孙工的脸上没有表情,但他的眼睛里有光。
“孙工,一百圈了。”