移动技术的电量呈指数级增长，但电池技术却跟不上。我们正在达到传统锂离子和锂聚合物设计所能做到的物理极限。解决方案可能是一种叫做固态电池的东西。

什么是固态电池？

在传统的电池设计中-最常见的是锂离子-使用两个固体金属电极，并使用液态锂盐作为电解质。当电池充电时，离子粒子从一个电极(阴极)移动到另一个电极(阳极)，当电池放电时，离子粒子又从一个电极移动到另一个电极(阳极)。液体锂盐电解质是允许这种运动的介质。如果你曾经看到过电池被腐蚀或被刺穿，渗出(有时会爆炸)的“电池酸”就是液体电解质。

在固态电池中，正极和负极以及它们之间的电解质都是固态的金属片、合金或其他合成材料。“固态”这个词可能会让你联想到SSD数据驱动器，这不是巧合。固态存储驱动器使用闪存，闪存不会移动，而标准硬盘则将数据存储在由微型马达驱动的旋转磁盘上。

虽然固态电池的想法已经存在了几十年，但它们的发展才刚刚开始，目前受到电子公司、汽车制造商和一般工业供应商的投资的推动。

固态电池哪一个更好？

固态电池与充满液体的同类电池相比有几个明显的优势：更长的电池寿命，更快的充电时间，以及更安全的体验。

固态电池将阳极、阴极和电解质压缩成三层扁平层，而不是将电极悬浮在液体电解质中。这意味着你可以让它们变得更小-或者至少是更扁平-同时保持与更大的液体电池一样多的能量。因此，如果你把手机或笔记本电脑中的锂离子或锂聚合物电池换成同样大小的固态电池，充电时间会长得多。或者，你也可以把保持相同电荷的设备做得更小或更薄。

固态电池也更安全，因为不会泄漏有毒的易燃液体，而且它们不会像传统充电电池那样释放大量热量。当应用于为当前电子产品甚至电动汽车提供动力的电池时，它们充电的速度也会快得多-离子从阴极移动到阳极的速度也会快得多。

根据最新的研究，固态电池的容量比传统充电电池高出500%或更多，充电时间为十分之一。

缺点是什么？

因为固态电池是一项新兴技术，它们的制造成本高得令人难以置信。事实上，它们非常昂贵，以至于在撰写本文时，它们还没有安装在任何主要的消费级电子产品中。2012年，为佛罗里达大学软件分析和先进材料处理系撰稿的分析师估计，一块典型的手机大小的固态电池的制造成本约为1.5万美元。一辆大到足以为一辆电动汽车提供动力的车的价格是10万美元。

部分原因是规模经济不到位-现在每年生产数亿块充电电池，所以材料和设备的制造成本分散在巨大的供应线上。只有少数几家公司和大学在研究固态电池，因此生产每一块固态电池的成本都是天文数字。

另一个问题是材料问题。虽然用于传统充电电池的各种金属、合金和金属盐的性质是众所周知的，但我们目前还不知道金属阳极和阴极之间的固体电解质的最佳化学和原子组成。目前的研究正在缩小范围，但我们需要收集更可靠的数据，然后才能收集或合成材料，并投资于制造过程。

我什么时候可以使用固态电池？

就像所有新兴技术一样，试图弄清楚你什么时候能接触到它充其量也是猜测。

令人鼓舞的是，许多大公司都在投资于将固态电池带入消费市场所需的研究，但由于不太可能在不久的将来取得重大突破，很难说是否会有巨大的飞跃。至少有一家汽车公司表示，他们将在2023年之前准备好在一辆车上安装一辆，但没有猜测这辆车可能会花多少钱。五年似乎过于乐观；十年似乎更有可能。可能需要20年或更长时间才能确定材料和开发制造工艺。

但正如我们在文章开头所说，传统电池技术正开始碰壁。而且，没有什么比潜在的销售更能刺激研发。至少在很小的程度上(非常，非常小)，你可能很快就能使用小玩意儿或驾驶固态电池驱动的汽车了。

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