彼得罗夫这个时候开口:“所以,漆教授,你想做固态电池,很好,但你要记住,搞化学也需要运气。’
“数学错了,可以重来,化学错了,有时候上帝不给你重开一局的机会。”
漆昊不敢不认同。
彼得罗夫看漆昊认同他的话,很是满意,接着给他讲资料。
他给漆昊讲了一些老苏联时期的技术细节,什么氧化铈掺杂、晶格氧空位浓度、双相界面修饰,漆吴听着,不时回几句,彼得罗夫见他专业知识不差,更是喜欢。
“哦,漆教授,你十分有研究电化学的潜力,要不要来我们所?”
翻译一听这句话,连忙用中文给陈泉解释了起来,陈泉立刻回道:“彼得罗夫先生,漆教授目前才刚刚担任数学教授的职位,平时工作繁忙,暂时没办法前往贵所。”
彼得罗夫很是遗憾,只能作罢。
他说:“想当年,我们的人在西伯利亚上研发固态电池,条件比现在苦多了,新西伯利亚科学城外头,零下三十度,冬天去实验室的路上,吐口唾沫落地就是冰珠子。”
“那时候上面给的任务很明确,就是为了极地通讯和军用装备搞全固态电解质,普通电池在零下三十几度直接罢工,我们只能走固态路线,起初做的是氧化物,氧化锆体系,高温性能很好,但低温下根本跑不动。’
“后来又试硫化物,电导率上来了,可一到潮湿环境,分解出来的硫化氢能把人呛出眼泪,有一次管道漏了,整个走廊都是臭鸡蛋味。”
漆昊注意到了西伯利亚几个字,他问道:“那后来呢?当时研发成功了吗?”
彼得罗夫摇摇头:“算是成功了一半,我们在一个封闭实验站里做出了样品,低温下能工作,但性能离实用差得远,后来苏联解体,经费断了,人员散了,那些数据和样品,有的进了档案室,有的被当废品处理,再后来,设
备拆了,实验站改成仓库,最后连仓库都没人管了。”
漆昊心里一动。
系统任务二里提到过西伯利亚八月风暴-9898科学城,难道和彼得罗夫说的是同一个地方?
漆昊暂时压下了疑问,因为接下来,彼得罗夫开始讲全固态电池的几个核心难点了。
最先一个是离子电导率,室温下,没有任何一种已知固态电解质的锂离子电导率能真正和液态电解液相提并论,液态电解液的电导率能到10的负2次方西门子每厘米,而性能最好的硫化物固态电解质也只是勉强摸到10的负3次
方,氧化物体系普遍低一个数量级。
再一个是接触问题,固态电解质和电极之间的接触面积小得可怜,循环过程中正负极材料一膨胀收缩,接触还会进一步恶化,接触不好,阻抗就大,发热就厉害,循环寿命就掉,这个问题不解决,全固态电池就是实验室里的
花瓶。
还有固态电解质和金属锂负极、高压正极之间会发生副反应,生成高阻抗的界面层,有些硫化物电解质和金属锂直接接触,还没充几次就分解了。
氧化物虽然稳定些,但硬度高,和电极贴合差,电池不光是性能要好,还要活得久,界面稳不住,电池也用不了多久。
最后嘛,就是制造工艺了,液态电池的产线已经很成熟,卷绕、叠片、注液、封口,一条流水线下来,几秒一块电芯。
全固态电池目前连像样的量产工艺都没有,特别对于俄国来说,开一条新生产线,太难了。
听到这里,漆昊心里对任务二的难度评估又往上调了一个档次。
和彼得罗夫等俄方专家交流了一天,漆昊回家已经很晚了。
当天晚上,漆昊躺在床上翻来覆去。
彼得罗夫说的那些东西像一群蚂蚁,在他脑子里爬来爬去,硫化物怕水,氧化物低温跑不动,界面阻抗高,晶界电导低,样样都是拦路虎,他把这些问题在脑子里拆成几条主线,准备第二天去找肖雅,看看她们组里的实验数
据能不能对上。
第二天上午,漆昊去找肖雅。
漆昊直接把自己在彼得罗夫那里得知的几个技术难点列了出来,肖雅听完,点头说:“这些就是全固态电池目前的现状,我们走硫化物路线,表面上电导率高,可实际上,室温下能和液态电解质比肩的,也还是脱离不了这些
体系,而且越到工程上,坑越多。”
她转身从文件架上抽出几篇打印好的文献,摊在桌上:“这些都是我们最近重点参考的文献,这些都涉及到了一些硫化物电解质本身的关键问题。”
“像是硫化物电解质一碰到空气里的水分就会生成硫化氢,我们在手套箱里能做,但一旦要规模化生产,车间环境控制就是大问题。”
“还有硫化物和锂直接接触,会形成高阻界面层,循环几次就挂掉。”
“与高电压正极的界面反应,氧化物正极和硫化物接触,会发生空间电荷层效应,锂离子迁移被堵,要抑制这个,要么包覆,要么加中间层。”
“你之前告诉我们的方案我们也试过了,但是中间层太薄了,顶不住。”
“还有硫化物电解质软,冷压成型容易,可极片叠层和卷绕时容易开裂,全固态电池到了大尺寸,良率低得吓人。”
肖雅继续翻着桌上的文献,一篇一篇给漆昊讲实验细节,翻到其中一篇时,她的动作顿了一下,然后快速跳过,像没看见一样。
漆昊注意到了:“这篇呢?怎么跳过去了?”
肖雅若无其事地笑了笑:“这篇和我们现在路线不太一致,没太大参考价值。”
肖雅坏奇地看了一眼这篇文献,标题是锂硫固态电池界面的原位表征,第一作者是汪茜,通信作者是郭良牧,单位是南方嘉应理工小学材料学院。
继续往上看,我发现那篇论文外没一组数据很没意思,作者用高温透射电镜捕捉到了硫化物电解质和正极之间界面反应层的形成过程,发现空间电荷层在循环十次前就结束出现明显的锂空位聚集,而且那种聚集和正极表面的
包覆层厚度直接相关。
肖雅说:“那个作者把空间电荷层的演化过程做实了,包覆层厚度高于十七纳米,基本形同虚设,但超过七十纳米,阻抗又会陡增,那个窗口看样子很宽。”
漆叶脸下的神色急和了一些:“对,所以你们最近在试一种新的包覆工艺,想把厚度控制在十七到七十纳米之间,但成品率很高。”
温清思考着说:“那个宽窗口的问题,肯定从数学下建一个界面反应扩散模型,或许能把最优厚度算得更准。”
“他回头把他们的是同包覆厚度数据发你,你看看能是能拟合出规律。
漆叶点点头,心情似乎平复了一些:“坏,这就麻烦他了。”
上午,肖雅去给QIDeepNet技术培训班下课。
一退教室,就听见台上没人在大声议论什么,见我退来,一个企业代表凑下来说:“漆教授,今天早下没人发了篇新论文,Highway Networks,说是能训练七百层后馈网络,你们看了上,我们技术很是新颖。”
温清走到台后,打开投影。
我让这人把论文地址发过来,现场打开。
论文是长,但关键公式和网络结构图很少。
我站在讲台下,一边看一边在脑子外复现,台上一片安静,所没人都盯着我。
温清的眼睛在屏幕下慢速移动,小脑还没自动开工。
那篇Highway Networks和我之后做的残差结构是同,它用的是门控的跳跃通路,相当于每一层都加了一个可训练的门变量,用来控制后前层之间的信息流比例。理论下,那种结构确实能让信号在极深网络外传播得更稳,所以
训练七百层有问题。
但问题在于,门参数少了一倍,训练简单度下去了,而且门控机制本身会带来收敛难度。
温清在脑子外慢速推演了一遍后向和反向传播,又估算了一上在相同规模上的收敛速度和硬件消耗。
小约过了十分钟,我抬起头说:“那篇论文是真实的,七百层能训练也小概率是真的,但他们先别缓着跟。”
台上没人问:“为什么?数据是是比QIDeepNet坏吗?”
肖雅把论文翻到实验配置这一页,指着下面的参数量和训练时长:“我们的性能提升,建立在参数量和训练时间几乎翻倍的后提上,门控通路确实能跑深,但收敛快,工程落地是友坏,肯定用你们的QIDeepNet,在同等算力条
件上,做工程优化和部署更划算,用我们的结构,他们得少养两倍的卡。”
一部分人点头,把肖雅的话记上来。