“锂,原子序数3,原子量,是最轻的碱金属元素,其化学性质非常活泼,因此具有一定的危险性。”为了说明问题,王集山随手扯了一张白纸在面前铺开,摸出一支笔开始在纸上一面画简图一面开始解释:
“先来简单介绍一下锂离子充电电池的工作原理,其主要依靠的是锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。在这一过程中,当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极,而负极的石墨是层状结构的碳,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。同样,当对电池进行放电,也就是我们使用电池的时候,嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极,回正极的锂离子越多,放电容量越高。”
谭振华看着这张王集山随后勾勒出的电池原理简图,不由得心中暗赞——老一辈的科研工作者基本功就是扎实,他们随手勾画出的图纸都是那么的工工整整,一丝不苟,看着令人赏心悦目。在他打过交道的人中,王集山是这样,陈义坚也是这样,还有许许多多的人都这这样,就连他老爸谭铭也是这样,这是无数张手绘图纸积累下的功力,哪像后来那些后生仔,天天电脑手机的,除了自己的名字,别的恐怕连个正经的汉字都写不利索了——说的就是正捧着手机傻笑的你。
“振华你看,根据这个工作原理,我们就需要在电池的正负两极之间,加上一道阻隔的物质,这个物质有两大主要作用:第一,隔离电芯正、负极片,以防止电芯内部正、负极片直接接触造成短路;第二,保证较高的离子透析率,也就是能让离子自由地在正负两极之间运动。”
“呃,王教授,为啥我听着这两个要求有点自相矛盾呢?看上去要实现你说的这两大主要作用,好像很麻烦啊!”
“麻烦的还不止两大主要功能的实现。”王集山继续道:“刚才我们说了,锂是一种很活跃的金属,锂离子也一样,这就造成了在电池充放电的过程中,有可能产生一些有危害的异常,最常见的,也是危害最大的一种异常就是发热。我们知道,充放电,其实也是一种能量输入输出的过程,而不管是能量的输入还是输出,其效率不可能做到100%,其中会损耗掉一部分,这些损耗通常是以热量的形式体现的,可是电池内部是个密闭的狭小空间,随着热量的不断累积,根据最基本的“热胀冷缩”原理,电解液的体积会膨胀,严重的甚至导致电解液的汽化,体积将进一步增大,内部压力也会越来越大,直到包裹电池的外壁承受不住了,于是就…
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