锂电池设备树 “初心如磐”，他们用电路板编织七彩智慧树

“初心如磐”，他们用电路板编织七彩智慧树

极目新闻记者 张裕

通讯员 詹杏芳 王妍

实习生 鲁艺 黄志勇 江冉 李露 崔子月

当夜幕降临，一片原本平凡的树林被点点星光与月影点亮，这是伍艳丽老师与学生们共同编织的梦——“初心如磐，笃心致远”七彩智慧树，它提醒着每一个路过的学生和老师，无论身处何方，都不忘初心，勇敢追梦。7月12日，极目新闻记者从长江工程职业技术学院获悉，该校师生们利用电路板创作出各类标语，每个字都是精心绘图、制版并焊接而成。为了增添视觉效果，他们还自制了星星和月亮形状的小型电路板，这些装饰品闪烁着微光，点缀在树林间。

“我去学生们的寝室查寝，发现多数孩子的寝室里装的都是电脑、游戏机，当时我注意到了李祥很特别，他的抽屉里装的都是电焊工具。李祥成天就在做各种手工，研究电路板、电池，他就是我们七彩智慧树的第一创作人。”伍艳丽老师告诉极目新闻记者，2020级电气自动化李祥入学起就刻苦钻研电子工程知识，课余时间自主动手实践。

“我上大学后，发现大家渐渐忘记了最初的梦想，每天都是打游戏，浑浑噩噩，我就和伍老师讨论说我想做一个项目，把‘初心如磐，笃心致远’这句话做成艺术装置作品。老师们当时都很支持，于是从原来一个创新想法落实变成一个传承项目，越来越多的新生加入和我们共同打造，如今七彩智慧树已经是我们学校的‘打卡点’了。”李祥说。

“我觉得在这里弄电路板之类的很有意思，即使没有薪资，我也愿意来。”李祥主要在“七彩智慧树”项目中负责电路板设计和编程，在校时，每天工作到凌晨是他的常态。李祥告诉记者，“即使我现在已经在长沙工作，但在我空余时间，我也会帮学弟学妹解决问题。”每当出现解决不了的问题时，总会有学弟学妹跟李祥打电话寻找解决问题的方法，有时候线上无法解决甚至会把李祥从长沙叫回学校。李祥跟记者说:“前段时间我们的灯塔坏了，学弟修了好几天，甚至把该换的零件都换了，灯塔还是只亮一小部分，在线上我也不好具体排查发生了什么问题，于是我就从长沙回到武汉，排查之后，发现原来是灯塔电路板主芯片烧坏了，因为里面带有程序，所以导致灯塔无法全亮，最后我们把芯片换了，再重新植入程序，灯塔就能正常工作了。”

在“七彩智慧树”项目的过程中，李祥他们也遭遇过很多困难，“因为无法通过学校的供电系统供电，所以我们最开始使用的是普通锂电池供电，发现它的续航能力不行，不到5分钟就断电保护了，我们的智慧树负荷很大，普通锂电池放电电流不足以带动我们的七彩智慧树，后来经过测试，发现铅酸蓄电池很不错，就重新买了铅酸蓄电池回来，现在亮灯可以维持7小时左右。”为了维护好电池，李祥设置了安全保护装置，“为了尽可能使电池能进行良性的循环，所以我们有时候会设置亮灯三小时，三小时过后就会响警报，我们就有负责人将电池拿去充电。”但在使用过程中，因为每颗电池的循环次数不同，所以会有电池即将耗尽电量但无法发现的问题，李祥为了迅速定位即将耗尽的电池，设计了一个可以执行低压检测的装置。“我采用了电压采样电路，可以定位电量即将耗尽的电池，并且还插入了语音芯片，出故障后就会有警报响起，提醒大家。”为了保证智慧树的安全性，他们还将智慧树都做了绝缘和防水。伍艳丽老师告诉记者:“我们怕下雨天出现故障，所以将智慧树上每一颗灯泡焊完后都会打胶，最后还会在外面做一层防水。”

林翊槿是2023级计算机专业的一名女生，也是“智慧树”团队的一员，虽然所学专业与项目相关度不高，但她自学点焊，在团队负责焊电路板、接线的工作。起初是伍老师介绍她来到团队，工作一段时间后，她表示这些工作开展起来好累好难，“欲哭无泪，手非常痛，经常被电线勒得起泡。”林翊槿说。尽管如此，她从未想过放弃，一有空闲时间就来帮忙，哪怕是参加比赛，工作到比赛开始前半小时才离开工作室。“孩子们受伤是常有的事，我们经常烫伤、割伤，都已经习惯了。大家也都一一克服，从未喊苦。”伍艳丽老师补充道。

2021级电气自动化专业的陈宇乾告诉记者，“我们做一套八个字的字板大概需要700-800个灯泡，甚至可以达到1000个左右。灯泡全是由我们纯手工焊上去的，做完之后还需要再复查。”“智慧树”项目非常考验沟通能力和团队协作能力，“在做项目的过程中，磨炼了自己的意志，我很享受这种小伙伴们共同努力去完成一件事情的感觉，我们也收获了不一样的友谊。”陈宇乾说。

（来源：极目新闻）

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美国研发固态离子导体阻止树突蔓延 研发下一代高容量锂金属电池

盖世汽车讯 锂金属因具有高比容量，是最有前景的下一代电池阳极。不过，其广泛应用受到挑战性阻碍：在多次充放电循环中，称作树突的枝晶会通过电解质从电池负极生长到正极，导致电池内部短路，造成严重的安全问题。

（图片来源：卡内基梅隆大学）

然而，据外媒报道，美国卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon）机械工程系助理教授Venkat Viswanathan研究了固态离子导体（SIC）组件可作为阳极和电解质之间的隔板，阻止树突蔓延。

研究人员们首先设计了一个理论模型，以建立SIC必须遵守的设计规则，确保电沉积循环的稳定。从该模型中，研究人员了解到此种稳定性主要取决于SIC的两个特性：剪切模量（测量刚度）和锂离子在SIC移动时所占的体积。

剪切模量更低且锂体积较小的材料会抑制树突的生长，而剪切模量高且锂体积大的材料则会阻止树突（蔓延），从而实现了两个稳定的区域：一个抑制树突的区域，一个阻断树突的区域。虽然在电化学领域，人们已经知道并研究了阻断树突的机制，但是尚未探索出抑制树突生长的机制。

通过与劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）Brett Helms团队合作，研究人员们意识到以前从未被认识到的稳定区域是取得重大科学进步的巨大机会，于是，设计了一种基于聚合物的复合SIC，专用于探测抑制树突生长的机制，并验证假设。

通过一系列计算和实验技术，研究人员们证明，通过访问之前未知的稳定区域，此种材料确实可以避开树突生长的障碍，毕竟树突一直在阻碍锂金属用作高容量阳极。

他们的研究可作为进一步研发下一代电池的基础，而下一代电池对于驱动飞行汽车等新技术将必不可少。

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