第七天晚上,第89次實驗。
韓博盯著屏幕上的實時監控,突然說:“這次感覺不錯。”
溫度1050度,壓力80帕,甲烷流量40毫升每分鐘,生長時間20分鐘。
生長結束,取樣檢測。
顯微鏡下,石墨烯薄膜均勻覆蓋,六邊形網格清晰規整。
“快測拉曼光譜!”韓博聲音激動。
拉曼光譜儀是檢測石墨烯質量的關鍵設備,通過激光照射樣品,分析散射光的特征峰,可以判斷石墨烯的層數、缺陷、摻雜情況。
小劉操作儀器,幾分鐘後,光譜圖出來了。
“2D峰與G峰的強度比大於2,說明是單層石墨烯!”小劉喊道,“D峰很弱,缺陷少!”
“純度呢?”韓博問。
“從峰形看,純度很高,估計能達到99.9%以上。”
“99.9%……”韓博皺眉,“離99.99%還有差距。”
“但比前幾次好多了。”林凡說,“繼續優化,肯定能提升。”
“對,繼續。”
又經過三天,二十多次實驗,終於在第112次,得到了理想的結果。
拉曼光譜顯示,石墨烯質量接近完美。送去省材料檢測中心做更精確的測試,純度99.98%,接近目標。
“可以了!”韓博終於露出笑容,“這個質量,夠用了。”
第一道難關,闖過去了。
但馬上是第二道難關——固態電解質。
相比石墨烯,固態電解質的合成更複雜。需要鋰鹽、陶瓷粉體、聚合物、添加劑,按照特定比例混合,在特定溫度下反應,然後熱壓成型。
原料采購又遇到問題。
“廠長,磷酸鐵鋰粉末買不到高純度的。”陳靜彙報,“廠家說高純度的都供給寧德時代那些大廠了,咱們量小,不單獨生產。”
“加錢呢?”
“加錢也不賣,說生產線排滿了。”
“那就找替代材料。”韓博查資料,“可以用鎳鈷錳酸鋰,性能差不多,但價格貴30%。”
“貴也得買。”林凡說,“先買一批做實驗。”
原料到齊,合成實驗開始。
這次問題更多。
第一次合成,混合物在反應釜裡結塊,成了硬疙瘩。
第二次,溫度控製不當,材料分解了。
第三次,熱壓壓力不夠,成型後多孔,離子電導率太低。
連續失敗十幾次。
韓博的頭發肉眼可見地變白。
“韓博士,歇歇吧。”林凡勸他,“這樣熬下去身體受不了。”
“沒時間歇。”韓博搖頭,“電解質做不出來,電池就組不起來。王院士等著看樣品,投資方等著看進展,科銳在盯著我們……不能停。”
他翻著實驗記錄,突然想到什麼:“是不是我們的混合順序不對?先加鋰鹽還是先加陶瓷粉體,可能會影響分散均勻性。”
“試試看。”
調整加料順序,果然,混合物不再結塊。
但離子電導率還是不夠。
“需要添加劑。”韓博查文獻,“有一種鋰鹽絡合物,可以提高離子遷移率。但國內沒有,得從日本進口。”
“進口要多久?”
“正常報關一個月,加急的話兩周。”
“加急,錢不是問題。”
兩周後,添加劑到貨。
再次實驗。
這次,終於成功了。
固態電解質片成型,測試離子電導率:10^-3S\/cm,達到要求。
“成了!”實驗室裡再次歡呼。
韓博拿著那片薄薄的電解質片,手都在抖。
連續二十多天的奮戰,每天隻睡三四個小時,終於看到成果。
林凡也鬆了口氣。
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但馬上想到,還有第三關——複合。
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