带你走进广阔的锂电池时代

这是我的最后一个探究项目。现如今,电动汽车十分火热,而它们基本上用的就是锂电池。

首先,老师介绍了这个实验室的基本情况,这个实验室现在实际上是做3D打印的,有一台进口的二百万元的3D打印机。有趣的是,这个昂贵的3D打印机“买一送四”,送了四个国产的不那么贵的更小型的3D打印机。然而,这不是今天的重点。

然后,开始正课。老师先介绍了电池的分类,电池可以分为一次电池以及二次电池。所谓的二次电池,就是可充电的电池。二次电池可以继续分为铅酸蓄电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池。镍镉电池由于其记忆效应以及镉有毒的特点,现在不怎么使用了。从本探究项目的名字可以看出,锂离子电池应该是今天的重点。锂离子电池可以进一步分为固态和液态,固态则还可以分成聚合物锂离子电池和无机固态锂离子电池。当然,锂电池还可以从别的特点进行分类,比如外形、外包材料或正极材料。然后,老师大致讲了一下各种电池的组成和工作原理。锂电池主要有正极材料、负极材料、隔膜和电解液等。其中,正极材料占了30%的成本,负极材料28%,隔膜30%,电解液12%。可以看出,降低正极材料和隔膜的成本可以很好的减少锂电池的整体的成本。而对于电池,比较重要的就是安全性和成本。使用好的先进的正极材料可以同时提高安全性并降低成本。对于我来说,这甚至也不是今天的重点。

之后,老师展示了几张几种物质在电子显微镜下的图像。然后,带我们去实验室看了看SEM(扫描电子显微镜)以及他们团队做出来的电池。

今天令我印象深刻的,其实是SEM。实验室的SEM的具体型号是quanta feg 450环境扫描电子显微镜,大约三百万元。电子显微镜大致就是利用波粒二象性,电子也有波的特性,并且其(物质波)波长很小,衍射不明显,所以可以“拍摄”更精细的图案,获得更大的放大倍率。首先,老师演示了操作流程。先放入样品,这一次的样品包括钢、铁、头发、蝌蚪尸体、蝴蝶翅膀、荷叶以及喷金的陶瓷片。喷金是因为陶瓷不导电,不利于在电子显微镜下进行观察。然后开始抽真空,等抽好了之后,才能打开电子发射。这样,就有图像了。然后,把镜头调节到需要观察的物体附近,再调节放大倍率,同时调焦。当放大倍率超过3000倍的时候,还需要调节象散,否则要么图像会糊掉,要么图像会形变。调清晰之后,就可以拍照留念。如有需要,还可以刻盘带走。刻盘而不用U盘是因为防止计算机中毒。之后,老师让我们自己尝试操作。我也有幸亲手操作了,这是在高中刚了解到SEM的时候没有想到的事情。

玩着玩着,就下课了。

发表评论

注意 - 你可以用以下 HTML tags and attributes:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

:wink: :twisted: :roll: :oops: :mrgreen: :lol: :idea: :evil: :cry: :arrow: :?: :-| :-x :-o :-P :-D :-? :) :( :!: 8-O 8)

本文链接:https://twd2.me/archives/9639QrCode