周三下午的《基础电化学》课程,理教307教室坐满了学生。
讲台上,陈景云教授正在讲解锂离子电池的基本原理。他是国内电化学领域的权威,年过五十,讲课风趣但要求严格,这门课的挂科率常年保持在30%以上。
“所以,锂离子电池的能量密度瓶颈主要在于正极材料。”陈教授在白板上写下公式,“目前商用钴酸锂的理论能量密度是274mAh/g,而实际只能做到140左右。为什么?因为结构稳定性问题,充放电过程中会发生相变……”
林凡坐在教室中排靠窗的位置,一边听讲一边在笔记本上快速记录。他的笔记不是简单的抄写,而是用思维导图的形式将知识点串联起来,旁边不时添加自己的批注和推导。
“林总,你听得懂吗?”旁边的张浩小声问,“我感觉像在听天书。”
“还行。”林凡头也不抬,“陈教授讲得很清楚。”
张浩撇撇嘴。自从林凡创业后,室友们对他的称呼就从“凡哥”变成了“林总”,半是调侃半是敬佩。但张浩还是很难把这个坐在课堂上认真记笔记的同龄人,和那个融资五百万、公司估值五千万的创业者联系起来。
“那么问题来了。”陈教授放下粉笔,环视教室,“如果我们要突破现有的能量密度极限,应该从哪个方向入手?有没有同学能说说?”
教室里一片安静。这种开放性问题最让学生头疼,说对了不一定加分,说错了肯定显得很蠢。
陈教授等了几秒,目光扫过几个他认识的研究生,最后意外地落在了林凡身上:“那位靠窗的同学,我看你一直在记笔记,有什么想法吗?”
所有人的目光瞬间聚焦过来。
林凡放下笔,站起身:“陈教授,我认为可以从几个方向同时突破。第一是正极材料,钴酸锂的能量密度理论上限不高,可以考虑层状富锂锰基材料或者高电压镍锰酸锂;第二是负极,硅基负极的理论容量是石墨的十倍,但体积膨胀问题需要解决;第三是电解质,固态电解质可以提升安全性并允许使用金属锂负极;第四是电池结构设计……”
他的语速平稳,条理清晰,每说一点都伴随着简要的原理解释。教室里鸦雀无声,连后排玩手机的学生都抬起了头。
陈教授眼睛一亮:“继续说。具体到材料层面,你觉得哪种最有前景?”
“富锂锰基正极材料。”林凡毫不犹豫,“理论容量超过300mAh/g,成本低,安全性好。但它的首次不可逆容量损失和电压衰减问题需要解决。”他走到讲台旁,“教授,我可以用一下白板吗?”
“请。”
林凡拿起蓝色记号笔,在白板空白处快速书写:
“设正极材料为Li?.?Ni?.??Co?.??Mn?.??O?,首次充电时,部分锂离子从过渡金属层迁移到锂层,形成不可逆相变。如果我们引入适量的铝或镁掺杂,可以稳定结构……”
粉笔与白板摩擦发出有节奏的声响。复杂的化学式、电子排布图、能量曲线一一呈现。林凡的书写速度极快,但字迹清晰工整,逻辑链条严密。
五分钟后,白板上已经写满了推导过程和公式结论。
“所以,通过元素掺杂和表面包覆双重改性,可以将首次库仑效率从75%提升到90%以上,并显着抑制循环过程中的电压衰减。”林凡放下笔,转身面对全班,“当然,这只是理论推导,需要实验验证。”
教室里安静得能听到空调送风的声音。
然后,掌声突然响起。先是零星的,然后迅速蔓延成一片。张浩拍得最用力,脸都涨红了。
陈教授盯着白板看了足足一分钟,缓缓开口:“这位同学,你叫什么名字?”
“林凡,历史系大二,辅修物理。”
“林凡……”陈教授若有所思,“我好像听过这个名字。你是不是在《科学》上发表过石墨烯论文?”
“是的。”
教室里响起一阵低语。“原来是他!”“那个大二就上《科学》封面的牛人!”“文明科技的创始人!”
陈教授点点头,眼神更加欣赏:“你的推导非常精彩,特别是关于电子转移路径的那部分,很有洞察力。但这些知识……不像是本科生课程能学到的。”
“我自学了一些电化学方面的文献。”林凡说,“而且我的公司正在研发石墨烯在储能领域的应用,所以对电池技术比较关注。”
“很好。”陈教授想了想,“林凡同学,我目前正在主持一个国家重点研发计划,关于下一代高能量密度电池。你有没有兴趣加入我的课题组?不需要你全职,每周抽出几个小时参与讨论和实验就行。”
这是一个难得的邀请。陈景云的实验室是国内电池研究的前沿阵地,多少人挤破头想进去。而现在,教授主动向一个大二学生伸出了橄榄枝。
“我很荣幸。”林凡说,“但我需要先处理好公司的事务,而且本专业的课程也不能落下。如果可以的话,我想先从旁听组会开始,了解课题方向。”
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