第四百五十四章 锂硫电池和质子电池

　　“电池技术，电池技术啊。”

　　定光研究所中，林晓正在一个化学实验室中，一身白大褂的他，手中正在摇晃着一根试管，口中也正在念叨着。

　　显然，在第一次面对电池这个技术的时候，他也和之前第一次面对核聚变技术的时候感受到了困惑。

　　当然，这也是预料之中的事情。

　　自从锂离子电池诞生之后，人类对于电池技术就仿佛陷入到了桎梏之中，寸步难进。

　　这个桎梏，主要指的就是在电池能量密度上的桎梏。

　　能量密度是评价一个电池好坏的重要标准之一，比如磷酸铁锂电池的能量密度一般为160瓦时每千克，也就是参与反应的电极单位质量中，蕴含着160瓦时的电能。

　　而160瓦时，也就相当于0.16度的电。

　　显然，这个能量值是比较小的。

　　当然，随着技术的进步，在这个2026年，现在最强的锂离子电池已经能够做到400瓦时每千克的能量密度了，不过仅管如此，还是有些不达预期。

　　因为能够做到如此高能量密度的电池，在成本上都比较昂贵，所以像比亚迪这样车企，也仍然在用不到200瓦时每千克的磷酸铁锂电池，当然，由于其使用上了刀片电池这种特殊的结构，从而使得其在单位体积上的能量密度要比较高。

　　不过，不管如何，不论是最高已经达到400瓦时每千克的电池，还是说通过更换结构来提升单位体积下能量密度的刀片电池，这些在本质上，都仍然不能离开锂离子电池的离子方程式。

　　而这也是没有办法的事情，想要实现这种本质上的“飞升”，需要的是无数个实验中的试错，以及一些巧到如同造物主直接把饭喂到嘴里面一样的巧合，才能实现这种电池技术的飞升。

　　当然，还有一点最关键的是，在那个年代，电池的研究刚刚进入到起步的状态之中，还没有进入到瓶颈状态，而现在就不一样了，电池的发展已经来到了这个瓶颈。

　　科学家们对于下一代电池的发展自然也都有着一定的想法，只不过这之间的难度跨越，已经远超以往，所以自然也就出现不了如镍氢电池到锂离子电池之间只相隔十五年的发展过程了。

　　就比如被炒的沸沸扬扬的石墨烯电池。

　　曾经的石墨烯电池就是以一句“充电十分钟，能跑一千公里”的传播语给宣传开来的。

　　只不过这个东西看起来十分的美好，最后就被一位院士以“如果某一位说，这辆车既能跑1000公里，又能几分钟充满电，而且还特别安全，成本还非常低。那么大家不用相信，因为这是不可能的”这句话给浇灭了热火。

　　虽然说石墨烯电池这个方向仍然不失为一个可以研究的方向，但是人们对其的看法，也远没有当初的那么火热了，甚至还有很多人一想到石墨烯电池，就会以骗局来形容它。

　　“所以，下一代的电池，是全固态电池吗？”

　　林晓这时候默默念了一句，而后便将试管中的溶液放到了一个固定架上，随后在里面插入一根锌棒和一根铜棒，便安静地看起了里面的反应。

　　只见铜棒的周围不断有气泡浮现出来，这便说明反应已经开始了，林晓也瞥了一眼旁边连接的电流表，上面的示数已经发生了变化，总之，反正不是0就对了，这也说明在导线中已经产生了电流。

　　这就是一个十分简单的铜锌原电池，原理十分简单，高中上过化学的，大概也会见到老师亲手展示过反应的过程。

　　而试管中装的溶液就是电解质溶液，稀硫酸。

　　看着这个反应，林晓的心神，又飘到了另外一边。

　　“全固态电池……”

　　全固态电池，顾名思义，就是全都是固体的电池，包括电解质。

　　众所周知，电池，或者说是原电池，是需要溶液的，也就是电解池溶液。

　　这也是为什么电池坏了后可能会漏液，就是因为可能是电池的外壳发生了损坏，然后就导致内部的电解池发生泄露。

　　这类溶液的泄露会导致电池产生较大的危险，比如这类溶液可能会对人体皮肤造成危险，或者是其他的什么问题，而最关键的，还是内部的一些不能接触空气的东西暴露出来。

　　比如众所周知的三星爆炸手机事件，就是因为其内部电池结构没有设计好，导致其极易发生损坏，于是乎内部的锂合金金属氧化物和空气接触后，便就直接炸了。

　　此外，除了爆炸之外，锂离子电池内部的正负极隔膜损坏后，也会导致正负极直接接触从而发生短路，温度急剧升高之后导致电解质溶液过热产生自燃，这也会带来危险。

　　所以，电解质溶液也就成为了其中危险的主要来源。

　　而这个时候，如果能够把电解质溶液更换为固体电解质的话，那么这些问题就能够迎刃而解了，因为这个时候即便其外部发生了破损，固体电解质显然也不可能会像是液体电解质那样发生泄露，然后导致空气钻进内部并与锂发生反应，即使隔膜损坏发生短路，固体电解质也很难因为过热而发生自燃。

　　“不过，这个固体电解质，该是什么样子的呢？”

　　这时候，林晓捏住了下巴，思索了起来。

　　此时此刻，他的大脑也就像是一台顶级的超级计算机，开始飞速的运转了起来。

　　直到片刻后，他从旁边找了一张纸过来，然后在上面写下了【固体】两个字，随后又将这个固体给划掉，写上了【胶体】两个字。

　　“嗯，就是胶体。”

　　林晓微微颔首。

　　胶体在严格意义上来说既不属于固体也不属于液体，就像是果冻，显然果冻并不是液体，也不符合固体的严格定义，同时果冻是透明的，可以发生丁达尔效应，所以它是胶体。

　　而现在林晓的灵感给予了他一种直觉，那就是这个所谓的固体电解质，可以做成胶体。

　　“唔……那么，现在就需要尝试着去设计一种带有锂离子的胶体了。”

　　固体电解质，就当前来说最完美的适配对象就是锂电池了。

　　因为固体锂电池在极限能量密度下，有着能够让全世界所有科学家都感到惊叹的储能效果，比如锂电的终极形式——锂空气电池，或者严格来说，应该是锂氧电池。

　　锂氧电池有着十分优秀的能量密度，几乎是十倍甚至二十倍于当前的电池。

　　而锂氧电池也同样需要固态电解质，作为媒介。

　　当然，关于锂氧电池还有更加关键的技术，就现在来说，林晓对于这个锂电池的终极形态是保持着放弃态度的。

　　不过，除了这个终极形态之外，还有一个超级形态，就是锂硫电池。

　　锂硫电池同样有着极为优秀的能量密度，大概为锂氧电池的一半左右。

　　而对于锂硫电池来说，固体电解质，就是其所面临的最主要技术难关，只要解决了固体电解质上面的问题，其他的技术难题，都可以很轻松的得到解决。

　　林晓的眉头微微挑起，很快就做出了决定——就决定是锂硫电池了。

　　想到这里，他便放下了手中的所有实验器材，同时也收拾了一下试管里面的溶液，完全按照化学实验室标准流程处理掉了实验后产生的所有垃圾，随后便来到了电脑前，开始写起了实验计划书。

　　因为关于接下来的思路明晰了，所以他写起计划书的速度也很快，三下两除二的便写下了长达一万字的计划书。

　　“嗯，用时两个小时，还不错的成绩。”

　　林晓满意的点点头，至少比一些一个小时才码一千字的网文作者要厉害多了。

　　而后将计划书保存好，他便关掉了电脑，然后重新来到实验台前，准备先按照自己的想法，实验着做出几种胶体电解质。

　　与此同时，他也在心中感慨起来。

　　“锂电池啊，锂电池。”

　　作为第一号金属元素，第二号阳离子元素，锂电池的下一代，还能是什么电池呢？

　　难不成在人类完成了锂氧电池这个锂电池的终极形态后，就要没有前路了？

　　到时候就只能走核电池这条路了？

　　这是完全有可能的，以后用上了核电池之后，不管是手机还是汽车，都不用再补充能源了，直接用到把人给送走都没事儿。

　　只不过，这种东西，就现在来说，还不用考虑。

　　因为这种技术，还需要经过许多代技术的升级，毕竟就拿核裂变技术来说，到现在也不过小型化到了核潜艇上面，还做不到缩小到汽车电池的大小。

　　不过，就在这个时候，林晓的脑海中忽然灵光一闪。

　　也许是能源揭秘者光环发动了，也许是他自己所捕捉到的灵感。

　　“或许还有氢电池这一步？”

　　他的目光微微浮动。

　　元素周期表上，氢元素排在锂的上面，也是第一号阳离子元素，此外，氢元素在性质上也和金属有点相类似，所以氢电池的方向也是可行的？

　　当然，在电池的历史上，也已经有了诸如镍氢电池这种电池，不过实际上镍氢电池其实是氢氧根离子电池，和林晓现在所想的这个氢电池不一样，他所想的氢电池，可以称之为氢离子电池，当然，也可以称之为——质子电池。

　　氢离子一般被认为和质子没有区别，因为氢原子本身就是一个电子和一个质子组成的，失去电子变成氢离子后，也就等于只剩下了一个质子，所以称之为质子也完全没有问题。

　　而凭借着氢元素作为第一号元素的优越属性，如果能够解决一个叫做质子交换膜的难题，然后再配合上固体电解质，锂电池，将完全有可能被其所取代。

　　林晓的目光变得越发亮起，而后他便冲洗离开了实验台，再一次走到了电脑的面前，打开电脑，在后面再一次写下了一个新的计划。

　　【质子电池计划】

　　现在，他要把锂硫电池，和质子电池都抓起来，两手都要抓，两手都要硬。

　　于是就这样很快的，他又是洋洋洒洒一万字写了下来。

　　“嗯，一个半小时，比之前还要更加快一些。”

　　当然，大概也是质子电池给他带来的兴趣，要稍微比那个锂硫电池更高一些。

　　而后，他便兴致勃勃地搜索起了论文。

　　如果没有记错的话关于质子交换膜的研究，还是挺多的，毕竟有一大堆研究氢燃料电池的人，一直都在试图搞出这种质子交换膜，并且在现在已经有不少种类的质子交换膜了。

　　只不过这些质子交换膜基本上都是存在于电解质溶液中的，而他是计划用于固体电解质中，也就存在一定的差别；此外，不同的质子交换膜在成本和性能上也都有所不同，基本上成本和性能都是成正比的。

　　当然，所有的这些质子交换膜成本都比较高，也正是因此，才导致氢燃料电池并不广泛用于汽车上面，同时在续航上面也还不如锂电车能打，所以也就一直都不能实现普及。

　　而林晓现在，便就是要改变这样一个局面，当然，他要研究的并不是氢燃料电池，而是和锂电池一样可进行充放电氢电池。

　　很快，看了几篇相关的论文后，他便不由啧啧吐槽：“这玩意儿，还真是有些鱼龙混杂的感觉啊。”

　　研究质子交换膜的公司还挺多的，只不过绝大多数都是来凑数的，还有少部分在最有钱的公司，在发展上也都是困难重重。

　　“算了，还是先看看这些东西的分子式吧。”

　　林晓摇摇头，不再纠结于该选哪家的质子交换膜来参考，反正这些公司的东西都不行，还不如他自己亲自来研究为好。

　　对他来说，一切微观领域的变化，都可以直接被他转变为四大基本力的相互作用，而后他便可以从更加本质的角度来解决所面临的问题。

　　毕竟，这个宇宙间，凡是物质的运行，都可以解释为四大基本力的作用。

　　就这样，一场大概又可以记载在科学史上的研究，便再一次开始了，毕竟，电池作为人类现在所掌握的技术中，除了超导储能线圈之外唯一的大储能技术，任何一次革新，都足以令科学界重视。

　　……

　　时间过去的很快。

　　接下来的几天后，林晓也和朱诚签下了这项由金乌能源集团赞助的研究，最终的所有成果全都归林晓所有，包括最后的专利。

　　而第一期的赞助，便高达一个亿。

　　虽然说金乌能源集团为了之后在全国范围内铺设可控核聚变发电站，现在可以说是面临着上千亿的资金需求，不过可别忘了原先的国家电网公司都完全并入了金乌能源集团中，所以其本身还是很有钱的，给林晓投资一个亿也没有什么太大的影响。

　　而对于林晓来说，一个亿的赞助也算是挺多的了，虽然他现在确定了两个研究目标，届时所花费的钱肯定也会变多，不过说不定到时候他还用不完这一个亿呢。

　　当然，最关键的还是这一个亿是属于赞助的，而赞助这个名头，就不像一些公司找科研人员投资经费让其帮忙研究某项需求的技术，到最后这项技术的所有权是归这家公司所有的。

　　而现在这一个亿是作为赞助，也就是说最后的所有成果都将属于林晓。

　　像以前林晓所做的大部分研究，使用的都是国家的经费，这样一来研究出来的东西，他自然也不能占有，这些技术的所有权都属于国家。

　　所以林晓一旦研究出这样的电池技术的话，那么考虑到电池行业的利润，林晓虽然已经不在意自己有没有钱了，但是如果能够看到自己的账户上每天都能流入一大笔的钱，想想还是挺让人有动力的。

　　于是乎在接下来的研究中，他也变得更加有动力了。

　　……


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