蜀汉大学外的科技园区。
前沿科学实验室。
赵明学院士过来,看着韩文韬拿出来的几份电池。
一组:电池:尺寸规格:直径为26毫米,长度为65毫米,0圆柱体型电池。
一组:电池,尺寸规格:直径18毫米,长度65毫米,0代表圆柱形电池。
一组则是,目前手机使用的电池:50毫米x35毫米x6毫米。
这些是韩文韬研究出来的磷酸铁锂和三元锂电池。
还有另外一堆。
放着同样大小的电池……只不过都是市面上使用钴酸锂电池。
正极材料:钴酸锂
负极材料:石墨
电解液:液态有机溶剂 + LipF?
隔膜:聚烯烃微孔膜
这是目前市面上最主流的电池,能量密度高、电压平台高(3.7V)、合成工艺成熟、压实密度大。
钴资源稀缺昂贵,且充满电态下结构不稳定,高温易释氧,安全性很差。
这时候的笔记本电池起火爆炸的新闻,根源就是它。
不过,未来这方面的缺陷能得到改善,加上他的优点能量密度大。
十几二十年后……手机、电脑使用的锂离子电池,也是钴酸锂正极的软包锂离子聚合物电池。
少数机型会采用钴酸锂 + 三元材料的混合正极体系。
纯三元、磷酸铁锂路线在手机中极少应用。
“这是新研发出来的电池?”
赵明学院士看着眼前这些电池,这次过来是看电池做测试。
可他记得……10天?反正差不多这么多天,韩文韬还在他办公室,和专业专利律师一起,找他解读磷酸铁锂电池、三元锂电池专利怎么规避?
10多天的时间,两种电池?
就将对方的专利规避了?!
“啊~10多天的时间够久了吧?!”
韩文韬反问一句,直接让赵明学院士沉默了:想打人!
气人!
这就是天才和普通人的差距吗?
他们这些‘普通人’搞研究,面对拦在面前的专利……想要避开,想尽一切办法,各种讨论、实验、测试、调整研究方向。
没一两年,甚至更长时间,根本不可能取得突破。
即便几个月,或者一年左右,那都是运气好。
韩文韬:10多天……够久了?
这话让院士听了都想打人。
不过……赵明学院士对比韩文韬,说自己是普通人?
那真正的普通人、普通研究人员:啊?那我是什么?
院士能是普通人吗?
“说说,你怎么规避专利的?”
赵明学院士很好奇,10多天的时间,韩文韬怎么规避这些专利的?
“磷酸铁锂这边,制作出一种固含有精确比例的碳、氢、氧原子的固态有机化合物粉末。”
“再用磨球机,将磷酸铁锂粉末和这种前驱体粉末,按一定比例均匀混合,在氮气或氩气中加热到600-700c。”
“前驱体发生热分解——碳氢化合物分子裂解,氢和氧以气体形式逸出,碳原子均匀地沉积在每一颗磷酸铁锂颗粒表面。”
“冷却后,每一颗磷酸铁锂颗粒表面都均匀地“长”了一层碳膜。”
听韩文韬说的同时,赵明学院士也在看相关的资料:“这种工艺,与约翰?古迪纳夫团队的专利,确实不是一个概念了……”
不过,更让赵明学院士心里感慨的是:韩文韬能在这么短时间里,想到这个解决方案就算了。
这种前驱体粉末配方、加热温度曲线、保温时间、气氛流量……全部都敲定下来?
得到一个完美配方和工艺?
这是什么速度?
其他实验室、研发团队,仅仅是要配方、确定这些参数……需要做多少轮测试?
需要几年时间?
韩文韬又是直接在脑子里算出来的?
这脑袋……即便以前已经见识过,依旧觉得吓人!
“三元锂解决方案有多种……掺杂体系、包裹法、引入‘锰’元素的‘四元锂电池’解决方案……”
韩文韬又说了一下三元锂电池专利规避方案。
赵明学院士看手里的资料,没有太多表情了。
这不仅仅规避专利……甚至还是对方下一代?
甚至以后的技术改进方案?
直接给锁死了?
还能这样?!
赵明学院士还是第一次见到这样的情况。
不过,这种情况,也是因为磷酸铁锂电池、三元锂电池……相关的研究都才起步。
都还在实验室里!
没有商用,没有大规模资金投入,没有那么快的技术迭代。
相关的专利不多……许多技术怎么发展都不知道,核心专利、以及周围专利,更是没有申请。
才会出现这种被反超……被韩文韬的技术和专利封死的情况。
看完磷酸铁锂电池、三元锂电池规避专利的方案,赵明学院士开始看些电池的具体表现。
磷酸铁锂电池、三元锂电池、市面上常见的钴酸锂电池……全部放在设备上。
开始进行各方面的测试!
“磷酸铁锂电池的能量密度和容量有点小了……”
同样是电池。
磷酸铁锂电池,能量密度在100-120 wh/kg
三元锂电池在,能量密度在:150-180 wh/kg
钴酸锂能量密度:180-220 wh/kg
钴酸锂聚合物电池能量密度,150-200 wh/kg
同样的,能量密度小,容量自然也小……续航自然也是最低的!
但是充电速度方面:
钴酸锂电池:通常 ≤0.7c,需要2-3小时。
钴酸锂聚合物电池充电速度:通常 ≤0.7c,需要2-3小时
三元锂电池充电速度:通常 ≤1c,需要大概1-1.5小时
磷酸铁锂电池:可支持 1c-2c 以上快充,30分钟-1小时。
放电能力,磷酸铁锂电池也是天下无敌:可 30c 持续放电,50c 脉冲!
电压平台稳定性极为平坦,全程 3.2V 左右,电池发热最小!
三元锂电池放电只有:1~3c,峰值可达5c,电压稳定性较平坦,3.6~3.7V,电池发热中等。
钴酸锂和钴酸锂聚合物电池,放电只有0.5~1c,峰值 2c,电压稳定性一般,压降略大……电池发热极高!
电池寿命方面,磷酸铁锂电池也遥遥领先:2000次以上!
三元锂电池:600~800次
钴酸锂电池:300~500次
钴酸锂聚合物电池:300~400次
安全方面,磷酸铁锂电池遥遥领先,针刺后不起火、不爆炸,仅轻微发热。
热失控起始温度:
磷酸铁锂≥500c
三元锂电池:220c
钴酸锂:190c
聚合物乳酸锂:180c
磷酸铁锂除了电池密度和容量外,还有一个缺陷就是:低温衰减,最严重。
零下20c,电池衰减60%左右,大电流放电下衰减更严重,低温续航直接腰斩。
但是安全、寿命长、充放电效率高……还有:成本最低。
锂酸铁锂电池,没有珍贵元素,成本是所有电池中最低。
之后成本低是三元锂电池。
三元锂电池钴用量少,成本比钴酸锂电池成本还低。
钴酸锂和钴酸锂聚合物电池,金属钴成本高……聚合物还需要铝塑膜、凝胶电解质等新工艺,良品率也低,成本更高!