我们认为身边的很多技术都是理所当然的。 例如，用于电话的微型计算机可以整天无需充电即可工作。 但我希望手机可以工作 3-4 天而无需充电。 或者一辆可以行驶 1000 公里、只需几分钟即可充电的电动汽车……而且成本低于汽油发动机汽车。 多年来关于固态电池的讨论很多，但现在情况如何呢？ 还有多少我们必须等到 固态电池 最终进入我们的设备？
最近的例子是丰田，它在冬季奥运会期间宣布了一款固态电池汽车。 我们今天使用的锂离子电池，尽管它们很好，但也有固态电池试图解决的某些缺点。
两种类型都使用锂来发电，它们的总体结构非常相似。 简单地说，它们有阳极（负电极）、阴极（正电极）和电解质。
它们的主要区别在于电解质的状态，这有助于在充电过程中将离子从阴极转移到阳极，反之亦然。 换句话说，电解质调节电池正负极之间的电流流动。 锂离子电池使用液体电解质，而固态电池，顾名思义，使用薄层固体电解质。
固体电解质具有许多显着优点：
左边是锂离子电池的结构，右边是固态电池的结构。
3.重量和体积更轻：虽然锂离子电池内部的液体使其更重，但固态电池的紧凑结构允许更高的单位面积能量密度，这意味着需要更少的电池。
从理论上讲，是的，或者至少这是事情的发展方向。 事实上，许多汽车制造商已经在投资这项技术，包括大众、丰田、福特和宝马。 然而，在实践中，固态电池的电芯是在实验室中一个接一个地生产出来的，而要将它们带入量产—— 一项昂贵且仍未充分开发的任务。
很难开发出既稳定、化学惰性又能在电极之间良好传导离子的固体电解质。 此外，电解质的制造成本太高，并且由于在使用过程中膨胀和压缩时会变脆，因此容易开裂。 但也许随着锂离子电池逐渐变得更便宜，它将会发生。
近年来，已经进行了许多有趣的研究，旨在解决这个问题。 麻省理工学院的研究人员开发了所谓的混合离子电子导体 (MIEC)，以及电子和锂离子绝缘体 (ELI)。 它是一种具有纳米级 MIEC 管的三维蜂窝结构。 这些管子充满锂，形成阳极。 这一发现的一个关键部分是蜂窝结构为锂在充电和放电过程中膨胀和收缩提供了空间。 电池的这种“呼吸”可以防止裂纹。 ELI 管的涂层充当保护它们免受固体电解质影响的屏障。 这是固态电池的结构，它使我们无需添加任何液体或凝胶，因此可以避免枝晶。
一家公司叫 离子储存系统 开发了一种约 10 微米厚的超薄陶瓷电解质，与使用液体电解质的现代塑料隔板的厚度大致相同。 陶瓷电解质的每一面都涂有一层超薄的氧化铝层，有助于降低电阻。 电池原型的能量容量约为 300 Wh/kg，可在 5-10 分钟内充电。 作为比较：现代 NCA 电池的能量容量约为 250 Wh/kg。
在展会上 CES 今年，Mecedes 展示了由环保材料制成的 AVTR 概念车，该车还配备了完全可回收的电池。 在接受采访时，梅赛德斯高级电池研究经理 Andreas Hintennach 表示，电池技术目前正在进行实验室测试，将在 10-15 年内准备就绪。 宁德时代（特斯拉的中国电池合作伙伴）也开发了一款样品固态电池，但他们报告说它要到 2030 年才能投放市场。
固态电池有望持续量产 将被修复 从 2025 年开始，但最初不在汽车行业。
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