第501章 硫化物固态电解质的产业化大门被打开了

(去读书 www.qudushu.la)    这个公告发出去不到1分锺，6个名额就已经满了。

    而且教务系统的後台显示，实际的点击报名人数超过了300人。

    当然，这条公告也被一些学生截图发到了社交平台上，并艾特了自己在燕大和水木的朋友。

    那意思很明显，看看，李东教授也到我们学校来开讲座了。

    然而，他预想中的各种柠檬精并没有出现。

    这些来自燕大和水木的学生回复的风格出奇的统一。

    “加油！”

    “你们一定要振作。”

    “别紧张，习惯了就好。”

    中科大的学生们在看到这些回复的时候，完全是懵逼的。

    振作什麽？紧张什麽？习惯什麽？

    ……

    中科大材料科学楼的某间办公室里。

    周驰刚刚在教务系统上完成了报名，他是中科大材料科学与工程学院研二的学生。

    在学院里，他算是同龄人中比较出色的那一批人了。

    在入学的第一年，他就完成了一篇关於层状氧化物正极材料微结构调控的工作。

    这篇论文发在了《acs energy letters》上。

    此时，他的博士师兄梁峰走了过来。

    “周驰啊，其实你去看看就行了，你不用非得上手的。”

    “李东教授虽然牛，但材料合成这一块，我估计他也只是做个示范性的教学实验，不会太复杂。”

    “对你来说，有点浪费时间了。”

    其实这是院里大多数教授和博士的普遍想法。

    李东的名头当然响，可他和材料科学之间，怎麽看都是八竿子打不着关系的。

    然而周驰却摇了摇头。

    “梁师兄，我有个同学在燕大，之前他跟李东教授做过一段时间的科研。”

    “他给我说过一件很神奇的事。”

    “什麽事？”

    他说在李东教授身边做科研的时候，能明显的感觉到自己的思维变得清晰多了，很多想不通的问题一下子就想通了。

    “还有这种说法？”

    梁峰当然没听过大师效应这个词，毕竟他的层次还不够。

    这个词可不是开玩笑的，从哥廷根时代的希尔伯特，到哥本哈根的玻尔，再到华罗庚先生，大师效应的存在几乎贯穿了整个20世纪的科学史。

    梁峰听到周驰这麽说，他都有点心动了。

    不过想了想，还是摇了摇头。

    毕竟这个说法太玄学了，科学嘛，毕竟还是要讲究科学的。

    “这个说法……大概是别人以讹传讹传出来的。”

    ……

    下午2点，中科大西区材料科学楼b204实验室。

    这是一间层高接近4米的大型材料制备实验室。

    由於场地和安全的限制，学校只允许了少数人通过实验室外的观察窗观看。

    而绝大多数旁听的学生则是在各自的教室或者宿舍里，通过学校的直播来观看。

    此时，李东穿着白色的实验服，戴着护目镜，站在手套箱前面。

    他的6名助手也已经到齐了。

    李东拿起点名册，挨个点名。

    “周驰。”

    “到！”

    “你是做层状氧化物正极的？”

    “是的，李东教授。”

    “好，那你负责手套箱内的称量和混合，球磨的参数我会告诉你的。”

    “何润之，秦佳……”

    随後，李东又挨个点了剩下人的名字，然後安排了工作。

    分工完毕以後，李东朝着直播镜头笑着说道。

    “中科大的同学们，大家好，我是李东。”

    “今天这节公开课呢，可能大家还不知道我要做一个什麽样的实验。”

    “大家都知道，现在我们用的电池都是锂离子电池吧？”

    “所以也就知道它里面的液态电解液有一个很大的问题，就是它可燃。”

    “而我这一次做的实验，就是想找到一种固态的材料来代替液态电解质。”

    李东说到这里的时候，有懂行的人已经清楚李东要干嘛了。

    全固态电池？

    但他们心里都冒出了同一个疑问。

    难道李东教授已经解决了固态电解质在空气中不稳定的问题了？

    要知道，这个问题可难住了很多国家级项目的负责人啊。

    全球从日本的丰田、三星sdi，再到宁德时代无数科研机构和企业都在往这方向上砸钱，想解决这个问题。

    甚至有一些学生还知道，中科院的陈立泉院士现在正亲自带领一个国家重点研发计划项目组，专门做的就是解决硫化物固态电解质的空气稳定性问题。

    之前大家不是说，李东教授这一次是启发式教学实验吗？

    怎麽就变成了这个前沿问题了？

    而且……李东教授还想一堂公开课就想搞定这个？

    要不是因为大家出於对诺贝尔奖得主和菲尔兹奖得主的尊重来说的话。

    恐怕现在直播间就已经把李东喷成筛子了。

    然而李东却没有再过多的解释，他已经开始分配任务了。

    “周驰，你先称取li?s和p?s?，按摩尔比7:3混合。”

    “注意啊，p?s?要最後加入，加入之後立刻密封球磨罐。”

    “然後再单独称取sb?s?和b?s?的量按p位30%的取代比例折算，licl按化学计量比加。”

    “最後加入极少量的li?o，这个量我待会会告诉你。”

    “球磨参数按照……略”

    要知道这两天，李东在科学岛，虽然没有亲手做过材料合成的实验。

    但唐越在带他参观实验室的过程中，就已经很详细地介绍了podld和mbe系统的操作逻辑。

    以他现在的基础属性，理解起来自然是一点问题都没有。

    当然，如果让他上手操作，可能还差一些火候。

    但是现在不是有牛马可以指挥吗？

    所以李东这一串操纵指令下的很准确，语速也不快，没有给人很强的压迫感。

    那些不是材料专业的学生，在看直播的时候，只觉得李东教授好专业呀，安排的有条不紊地。

    每一步该做什麽？该注意什麽？用什麽参数都说的清清楚楚的。

    而那些真正学材料的学生们，感受就更加的明显了。

    刚才李东教授说的这些参数，还有操作流程，放在传统的硫化固态电解质的制作流程里，都是常规操作。

    但是在这个常规的操作里，有几个地方他们却看不懂，教科书上也没教。

    比如那个sb?s?的30%取代比例。

    通常在硫银锗矿体系里做阳离子取代，取代量一般不会超过10%到15%，因为过高的取代量会破坏argyrodite的晶体结构。

    但李东给出的却是30%。

    这是什麽原理？

    材料的结构不会崩坏吗？

    还有那个极少量li?o。

    在硫化物体系里引入氧元素，按照常规思路来看，几乎等於自找麻烦。

    因为氧的电负性远高於硫，引入之後很容易在晶格中形成局部的氧化物析出相，反而会降低离子电导率。

    但李东偏偏要加。

    此时周驰正按照李东的指令，在手套箱里操作着。

    但他的心里和这些学材料的同学想法是一样的。

    他也不懂啊。

    不过他有一个长处，就是既然在做别人的助手，那只管执行就行了，不懂的下来再问。

    所以他并没有停下手里的工作，而是按照李东的指令将sb?s?的粉末加入球磨罐。

    可就在这时他脑子好像被什麽东西敲了一下，瞬间感觉自己的思路清晰了不少。

    一个理论就这麽水灵灵的出现在了他的脑海里。

    软硬酸碱理论！

    要知道硫化物电解质中的p??是硬酸，容易被水中的硬碱，o2?攻击，从而导致p-s键断裂，释放出h?s。

    而，sb3?是软酸。

    如果用软酸去代替硬酸，水分子中的硬碱就失去了优先的攻击目标。

    这样p-s的骨架被拆解的速度就会大幅的降低。

    所以30%的取代量看起来特别激进，但如果晶体结构能够容纳这个比例的sb3?的话，那空气稳定性的提升将是革命性的。

    他一下子就想通了李东这一步的目的。

    “那那个极少量的li?o呢？”

    周驰借助着现在清晰的思路试图去理解李东的想法。

    可是却毫无头绪。

    “李东教授肯定有他的目的。”

    想到这里，他也压下了想继续分析的想法。

    5分锺後，他在称量粉末，放置砝码的时候，感觉脑袋又被敲了一下。

    这一下又让他理解了李东的那个极少量li?o的思路……

    “如果o2?不是以析出相的形式存在，而是掺杂了方程式占据s位上的少数几个位置。”

    “那它反而会在p-s骨架上形成几个锚点。”

    “这些锚点就是p-o键，要知道这个键的键能是远高於p-s键的。”

    “所以它们的存在，就像是给房子里的承重柱套上了钢套一样，整个结构的稳定性会得到很大的加强。

    “而因为o2?的量极少，所以不足以形成析出相。”

    “因此对离子传输通道的干扰也可以忽略不计。”

    “原来是这样！”

    就在周驰想通这点的时候，他想起了在燕大的同学跟他说过的话。

    “在李东教授身边做科研，思路会变得特别清晰。”

    “原来就是这种感觉吗？”

    他试着将这样的感觉维持住，然後推理李东这个实验的思路。

    “如果sb取代p能降低水解速率，那在阴离子位上，是不是还可以嚐试用br?或者i?部分取代cl?，来进一步调节晶格参数？”

    “而如果li?o的掺杂量能够精确控制在s位的2%到5%之间，理论上就可以在不破坏argyrodite相纯度的前提下，实现骨架的最优稳定化。”

    想到这里的时候，周驰自己都吓了一跳。

    这些方法，他以前从来没考虑过。

    此时就这麽出现了。

    就在他震惊的时候，李东也没有闲着。

    他走到了何润之和秦佳的面前，开始指导他们设定管式炉的温控程序。

    “你们要注意升温曲线分两段，第一段要从室温到300摄氏度，升温速率控制在1度1分锺。”

    “然後到300摄氏度以後，要保持这个温度30分锺，让残余的溶剂和吸附水彻底脱离。”

    “第二一段是从300摄氏度到550摄氏度，升温速率两度每分锺。”

    “整个过程氩气流量保持在50 sccm……略”

    何润之认真地听着李东的指令，然後在控温面板上输入参数。

    李东给的这些参数设定，每一个背後都有个具体的物理化学考量。

    但李东并没有解释。

    而何润之和秦佳最开始的时候也和周驰一样，并不理解，他们只是照做。

    可做着做着，就有一种很奇怪的感觉，他们好像能理解这些参数背後的原因了。

    好像李东把这个名为参数的钥匙给了他们，他们就用着这把钥匙打开了以前自己从来没有开过的那扇门。

    而李东此时又指导了剩下的几个助手，准备後续的表征测试所需的设备。

    实验每一步都在有条不紊地推进着。

    走廊外面，那一群隔着观察窗观看实验的学生里有一个不是材料专业的。

    他戳了戳旁边材料专业的同学，问道。

    “哎？李东教授，这个实验做的怎麽样啊？顺不顺利啊？难不难啊？”

    那个材料专业的同学，缓缓地回过头来，傻傻一笑。

    “我已经看不懂了。”

    “你不是这个专业的吗？怎麽会看不懂啊？很难吗？”

    “我是这个专业的没错，但是我完全不理解sb的取代量为什麽到了30%还不破坏argyrodite相。”

    “而且为什麽引入o2?以後不会形成杂质析出？”

    “这两个参数放在一起，按我学的都是行不通的呀。”

    “但你看，xrd仪器上跑出来的衍射图谱，这个峰型干净的一塌糊涂。”

    他说了一大堆，但是对面那个同学完全听不懂，他直接问道。

    “你就给我说牛不牛逼吧？说那麽多，我听也听不懂。”

    材料专业的同学叹了口气说道。

    “我用最直白、最明确、最不绕弯子的方法告诉你。”

    “李东教授目前的这个实验方法到底行不行？我不好说。”

    “因为在材料学里，方法再牛逼，最终也是要看结果的，如果结果出来不达标，那什麽都白搭。”

    “但如果他真做出了一种既有高离子电导率，又能在空气中稳定存在的硫化物固态电解质的话……”

    “他单凭专利授权的日均收益，就能达到300万。”

    “你知道三百万是什麽概念吗？”

    对面那个同学平静的点了点头说道。

    “知道啊，我一个月的零花钱。”

    材料专业的同学：？？？

    你他妈还真有钱啊！富二代，你上毛的学呀你？

    ……

    几个小时过去了。

    实验也到达了尾声。

    周直驰戴着手套，小心翼翼地打开了炉管，然後从里面取出了压制好的白色样品。

    他的手没有抖，毕竟是专业的，但心跳却很快。

    什麽时候材料合成能这麽顺利啦？

    先不说这个材料最终性能能不能达到李东教授说的那些指标。

    但是一次就能合成出肉眼可见的致密成品，这也很夸张了好吗？

    要知道材料科学研究中，合成失败才是常态。

    一种新的配方材料，从混合球磨到退火，中间任何一个环节参数有偏差的话，都会导致材料内部出现杂质、空洞、裂纹。

    很多博士生三年下来做上百次合成实验，能成功的也就十来次。

    李东此时走到了周直驰的旁边，看了看样品，然後对周直驰说道。

    “你去测一下，先跑xrd，确认相结构，然後再做eis，测试室温离子电导率。”

    周直驰点了点头，然後拿着样品到了表征区。

    最先出结果的是xrd。

    周直驰看着检测结果，有些颤抖地说道。

    “相结构，纯argyrodite相，没有杂质析出。”

    接下来，周驰又把样品装进测试夹具里，接好电极，启动了esi测试程序。

    几分锺後，数据又出来了。

    他的声音更颤抖了。

    “室温离子电导率……”

    “5.3x10?3 scm?1！”

    这个数字的含义，学过材料的人都知道。

    现在全球最被看好的硫化物固态电解质li?ps?cl，室温离子电导率通常在1到3x10?3之间。

    而李东这个新组分，直接到了5.3。

    这他妈已经接近传统液态电解液的水平了。

    然而就在他惊讶的时候，李东说了一句，让在场所有人都惊讶的话。

    “把样品从手套箱里拿出来，放在空气中30分锺，然後再测一次eis。”

    “李东教授！”

    周驰想提醒他什麽？

    然而李东摆了摆手打断他。

    “我知道，照做！”

    要知道，把一般的硫化物电解质暴露在空气中十几分锺

    它的离子电导率就会暴跌到原来的1/10以下，同时还会放出大量的有毒h?s气体。

    周驰看了看李东。

    妈的，李东教授都不怕，我怕个啥？

    於是……他打开了手套箱的过渡舱门，将那片白色的样品取了出来，放在了实验台上。

    1分锺、5分锺、15分锺……

    在场的所有人都看着那个白色的样品。

    它没有变色，而且也没有闻到硫化氢的刺鼻气味。

    30分锺一到，周驰立即将样品重新放入了测试夹具里，然後启动了eis程序。

    又是10分锺後，周驰看着屏幕，声音已经有些变形了。

    “空气暴露30分锺後，离子电导率……4.97x10?3。”

    “电导保持率，93.8%。”

    此时实验室里已经鸦雀无声，观察窗外学材料的同学，嘴巴就一直没合拢过。

    而李东却依旧保持着镇定，说道。

    “测试h?s的释放量。”

    几分锺後气体传感器给出了读数。

    “h?s释放量……”

    “释放量……”

    周直驰的声音已经完全抖得不像话了。

    “0.016 cm3g?1！”

    当这个数字从周驰嘴里传出的时候。

    实验室里的6个助手，全部张着嘴巴，喉咙里发出咯咯咯的声音。

    而观察室外的一个学材料的同学腿一软，差点直接瘫坐下去。

    0.016这个数字代表着什麽？

    要知道传统材料在相同条件下，h?s的释放量通常在0.8 cm3g?1以上。

    这是0.016的五十倍

    所以李东他们现在合成的这种材料，几乎不会释放有毒气体。

    生产线上的工人也不需要穿戴安全防护装备，就能够进行生产。

    这个学术指标的突破，意味着硫化物固态电解质的产业化大门被打开了。

    ……

    此时，科学岛的一间办公室里。

    薛其坤坐在沙发上，端着一杯大红袍，一边喝着，一边看着陈宪先辉院士。

    他今天来找陈先辉，是想催一下调人的事。

    之前陈先辉已经答应过他了，但这两天一直没有动静。

    正在薛其坤准备开口的时候，他的手机响了。

    他看了一眼来电显示，是中科大材料学院的一个老教授。

    “喂？老刘啊？什麽事？”

    “薛院士，您还在合城吗？”

    “在啊！”

    “您方便到中科大来一趟吗？硫化物固态电解质的空气稳定性突破了。”

    “你说什麽？”

    “空气稳定性突破了，暴露在空气30分锺，电导保持率超过93%，h?s释放量压到了0.016。”

    薛其坤猛地站了起来。

    “好！好！好！”

    “是陈立泉院士那边的课题组突破了吗？”

    电话那头突然沉默了一下。

    “不是陈院士那边。”

    “那是谁？”

    “是李东教授在一节公开实验课里做出来的。”

    薛其坤：？？？

    ……

    当天晚上

    合城，中科院合肥物质科学研究院固体物理研究所。

    这里拥有华夏中部地区最先进的材料表征平台。

    检测实验室外面，站着四个人。

    李东、薛其坤、陈先辉，还有一个是今天刚赶过来的陈立泉院士。

    陈立泉院士是中科院院士，被学术界誉为华夏锂电之父。

    上个世纪70年代末，他就开始从事固态离子学的研究。

    是国内最早一批系统研究固态电解质材料的科学家。

    此时，四个人都没有说话，他们在等待检测的结果。

    毕竟李东在公开课上那次检测只是初步的，设备精度有限。

    不一会儿，检测室的门打开了。

    一个50多岁的男人走了出来。

    薛其坤一步上去就抓住了他的胳膊，问道。

    “老许，怎麽样了？”

    这人叫许国庆，是固体物理研究所材料表征中心的主任。

    许国庆看了看手里的数据表，然後露出了一个笑容。

    “各项指标完全达标。”

    “甚至比你们在中科大那边测试的初步数据还要好一些。”

    他话音刚落，薛其坤就哈哈大笑起来。

    陈宪先辉也是看着李东，眼里满是笑意。

    他之前就对李东做的那个热障涂层材料的实验有信心。

    而现在再看的话，他的信心就更足了。

    只有陈立泉院士叹了口气。

    他不知道自己该高兴还是该怎麽样。

    他带着国家级项目组做了整整一年多，几十个人日夜攻关。

    光是嚐试取代元素组合，就超过了200种。

    而现在，他做不到的，李东教授做到了，而且还是一堂公开课上，用了不到半天的时间，一次合成成功。

    这上哪说理去啊？

    想到这里，他还是走到了李东面前。

    “李东教授，恭喜你，你把我这个老头子没干成的事，干成了。”

    “以後就是属於你们年轻人的天下了。”

    李东连忙说道。

    “陈院士，您别这麽说，没有您这些年在固态离子学上的积累，我今天根本不可能做出这个东西。”

    李东倒不是说假话，他在查阅硫化物固态电解质相关的文献的时候，确实是读过陈立泉院士的论文的。

    要是没有这个积累，他的思维沙盘也是跑不出这个合成路径的。

    ……

    此时，侯召焕院士的办公室里。

    乔凡莫名其妙的，他刚才还在做着实验，就被侯老师叫了过来。

    侯召焕院士的脸色并不好看。

    但他还是朝着乔凡说道

    “乔凡啊，你和李东教授有联系吧？”

    乔凡点了点头。

    侯召焕端起茶喝了一口，然後艰难地开口道。

    “你们平时可以多联系，有空让他到我这边来转转。”

    乔凡想了想说道。

    “好的老师，但是我不敢保证他有时间啊。”

    “他现在在帮陈院士那边做实验，然後又要陪女朋友。”

    侯召焕摆了摆手打断说道。

    “你就去问问嘛，他有时间就过来嘛，又不影响他陪女朋友。”

    乔凡点了点头说道。

    “好吧。”

    然後就离开了办公室。

    侯召焕院士对李东有没有女朋友并不在意，但有一个人却差点被吓死。

    常年面无表情的老张，此时一脸错愕地坐在车里。

    李东教授有女朋友？

    他有女朋友我不知道？

    他的女朋友是谁？

    老张觉得自己的专业性受到了前所未有的质疑。

    作为李东的生活老师，他对李东日常接触的人了如指掌。

    然而现在，有人告诉他李东有女朋友了，而且他不知道。

    他拿出电话，脸色严肃地说道。

    “去给我查，和李东教授有过接触的女性，全部查一遍。”

    “重点关注近半年内有过多次私下联系的！”

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