返回第六十章 锂离子电池(第1/3页)  月之影面首页

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    王一男在学校的时候,没有学过电化学,不过作为化学的一个分支,简单的可以把电化学理解为电池中的化学就行了,实际上,现代电化学也基本上是为电池服务的。

    跟理论物理学相比,电化学更多的像是经验科学,所谓的电化学的动力学方程云云,不过是将各种输入输出参数搭配在一起,然后用经验公式对实验数据进行拟合罢了。

    电池的本质作用,就是电能,一种形式能量的存储和释放。

    王一男把重点放在锂电池的研究上,因为锂原子序数为3,是最轻的金属,所以用来携带能量也是效率最高的元素,锂离子是最合适的电能携带者。

    锂电池主要包括三部分,阴极,主要由石墨类材料组成,放电时锂离子离开,充电时锂离子嵌入石墨材料。

    阳极,主要是锂的化合物,以锂铁磷酸盐为主,放电时锂离子嵌入,充电时锂离子离开。

    电解质溶液,包括液态、聚合物以及最新的固态电解质。

    从目前研究来看,大家都在保证安全的前提下,想办法提升能量密度或者提升充放电的速度/次数,这也很容易理解,要么,一块电池可以提供更多的能量,工作时间更长,跑得更远,要么,一次充电需要的时间更短。

    当然除此之外,还有一个很大的问题,就是从实验室到大规模生产之间的鸿沟,比如说,在实验室可以做到一块电池能够通话一整天,但是成本可能是目前商用电池的十倍,这样的实验室产品也没有任何实际意义。

    王一男准备独辟蹊径,换个角度来解决问题。他知道化学界最新的进展是分子机器。正常情况下,分子和分子之间是被强力的共价键所维持的,原子通过共价键共享电子,共价键的形成需要非常多的条件,因此,现实世界天然的化合物种类是有限的。

    即使人工合成,稳定的化合物同样有着各种各样的限制。

    但是,科学家总是有自己的奇思妙想,他们利用光化学复合物作为材料,使用铜离子作为胶水,光化学复合物在铜离子的帮助下,形成了一个奇妙的锁链,而锁链形成之后,科学家将胶水-铜离子拿开,新的稳定的机械键代替了共价键将两个分子锁在一起。

    于是,科学家使用各种金属离子作为胶水,组合成了分子电梯可以把自己提升十几个分子的高度,分子肌肉,可以拉起非常薄的金属膜,甚至还有分子小车,有四个轮子的分子组成的小车,在光的照射下可以不断前进。

    王一男要做的事情,就是建造自己的分子机械工程。

    他拉上李文静和赵克勤,“首先我们要做的,就是找到所有分子机器的文献,所有的实验数据”。

    “最早的分子机器思想,来自于伟大的数学家,物理学家,和计算机学家费曼”,王一男说,

    李文静打断了他,”那个,我记得这些称号说的不是你自己吗?“

    王一男面不改色的说,”我要说的是在我之前的那个,对,就是那个叫做费曼的男人“,

    “他赤着脚,穿着粉红色的polo衫和米色短裤,在一次报告中,转向观众说,现在我们来谈谈,制造极其微小的、有可移动部件的机器的可能性“。

    关于费曼,有个流行最广的关于智商碾压的段子,说的是第一颗原子弹爆炸,闪光过后,费曼淡定的走出来,扔出一把纸屑,看了看纸屑飘落的距离,然后直接报出了爆炸的当量,跟最后多种仪器测量的结果比起来,误差可以忽略不计。

    费曼最早设想了制造分子机器的可能性,当然,最早的分子锁链的报告,应该在上世纪五六十年代就出现了,不过有据可考的最早分子机器的论文,应该来自高卢的让.皮埃尔.萨维奇。

    “所以,咱们从1983年他的论文开

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