盡管第一批真正的固態(tài)電池最初是在1970年開發(fā)的，但該技術(shù)仍未大規(guī)模突破。固態(tài)電池的容量是我們?cè)O(shè)備中大規(guī)模發(fā)現(xiàn)的“濕”鋰離子電池容量的兩倍多，而且，它更輕，更安全。使用不易燃液體或凝膠作為導(dǎo)體，是一種不能著火的固體物質(zhì)。多年來，這種“電池技術(shù)的圣杯”已經(jīng)越來越接近中心位置。但是為什么他們還沒有成功突破呢？

上周，IO專欄作家JanWouters預(yù)測如果該技術(shù)能夠大規(guī)模實(shí)施，將會(huì)發(fā)生第二次電革命。據(jù)他介紹，豐田和QuantumScape明年上市的原型是朝這個(gè)方向邁出的第一步。

固態(tài)電池潛力不僅僅局限于汽車世界，消費(fèi)電子產(chǎn)品制造商也在探索和測試其可能的用途。例如，麻省理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種可持續(xù)三天的電話電池，他們還解決了與新電池技術(shù)相關(guān)的另一個(gè)常見問題。

合同和擴(kuò)大

與“傳統(tǒng)”電池不同，固態(tài)電池的陽極（負(fù)極）完全由鋰制成。充電時(shí)，該負(fù)極在放電時(shí)再次膨脹和收縮。這可能導(dǎo)致固體導(dǎo)電材料在膨脹時(shí)破裂，或在收縮時(shí)與陽極失去接觸。為了彌補(bǔ)這種影響，研究人員將管子放置在一個(gè)小規(guī)模的蜂窩中，可以隨著這些收縮和膨脹而移動(dòng)。

過針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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三星的研究人員也提出了類似的問題。除了蜂窩中的管之外，他們?cè)陉枠O周圍使用超薄的碳和銀層來抵消收縮和膨脹的影響。據(jù)三星科學(xué)家稱，將這一薄層插入燃料電池可以提高安全性，容量和壽命。他們?nèi)ツ?月建造的原型是同類鋰離子電池的兩倍。

盡管如此，2021年也不會(huì)是固態(tài)電池最終突破的那一年，TonvanMolvanHolst中心感覺到了這一點(diǎn)。他指出：“我相信這項(xiàng)技術(shù)最終會(huì)突破?！睋?jù)他介紹，在電池領(lǐng)域，技術(shù)上需要將四種不同的挑戰(zhàn)結(jié)合在一起。

增加容量

首先，你得有能力盡可能地把電池容量提高。根據(jù)應(yīng)用程序，您可以了解每體積和每公斤的能量密度。例如，在汽車中，人們希望能夠每公斤電池使用盡可能多的能量，以便可以保持電池緊湊。但卡車上的空間并不重要。在那里，如果相同數(shù)量的能量占用更多空間并不是那么糟糕。那么你正在承載更多的重量。

減少充電時(shí)間

無人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備

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一旦你解決了這個(gè)問題，下一個(gè)問題隨即到來。理論上，新技術(shù)已經(jīng)增加了電池的容量，可以行駛800公里。但傳統(tǒng)鋰離子電池的充電時(shí)間太長會(huì)使效果大打折扣。固態(tài)電池的充電速度比現(xiàn)有電池快得多，并且持續(xù)時(shí)間也更長。

提高安全性

這是固態(tài)電池直接面臨涉及系統(tǒng)安全性和可靠性的第三個(gè)挑戰(zhàn)。鋰離子電池有缺陷的電動(dòng)汽車在水中存放一周，否則會(huì)著火。這是一個(gè)真正的困擾，我們必須擺脫這一點(diǎn)。固體物質(zhì)系統(tǒng)不受此影響。那里沒有易燃的電解槽。但是，根據(jù)您彼此組合使用的材料，情況也可能出現(xiàn)問題。所以也必須測試一下。

提高可持續(xù)性

這使他面臨電池系統(tǒng)帶來的最后挑戰(zhàn)：持續(xù)性。范莫爾說：“你不想在幾個(gè)充電周期后失去容量。許多金錢和精力也正在用于優(yōu)化這一點(diǎn)。還有一些環(huán)保問題，例如，特斯拉正在努力消除陰極中的鈷。

VanMol認(rèn)為，在實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的巨大希望之前，必須解決所有這四個(gè)方面。某些方面在某些領(lǐng)域已經(jīng)走過了漫長的道路。在創(chuàng)新交易會(huì)上，您可能已經(jīng)能夠找到帶有固態(tài)電池的汽車。但他認(rèn)為，這真的需要幾年時(shí)間，我才能買這樣的車。

需求很大

同樣，發(fā)展也在快速發(fā)展，需求也很高：“未來幾年產(chǎn)能可以增加2?倍，這將得到解決。美國和中國的政府正在投入大量資金開發(fā)和工廠建設(shè)。特別是在空氣污染較高的中國，電氣化的壓力越來越大?！?/p>

根據(jù)Horizon2020計(jì)劃，歐洲近年來在電池技術(shù)開發(fā)和擴(kuò)大生產(chǎn)方面投入了約5億歐元。VanMol還希望使用HolstCentre開發(fā)的技術(shù)來擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模?！拔覀儸F(xiàn)在正在證明我們的技術(shù)有效。之后，擴(kuò)大規(guī)模將是一項(xiàng)相當(dāng)大的工作；我們的設(shè)計(jì)與目前市場上的設(shè)計(jì)完全不同。這意味著我們將無法利用現(xiàn)有工廠。我們不能自己建立一個(gè)工廠。”

3D表面提供更大的容量

我們現(xiàn)在正在研究一種用于可穿戴設(shè)備的小型電池。安全顯然在這些方面尤為重要。他解釋說，當(dāng)電池融化在某人的皮膚上時(shí)，你會(huì)遇到真正的問題。該電池不同于目前正在開發(fā)的固態(tài)電池。它是一種全固態(tài)電池，因此它本質(zhì)上是安全的。VanMol說，盡管電池容量有限，但電池中的層比普通A4電池中的層薄100倍。

霍爾斯特中心正在使用3D技術(shù)來增加容量。VanMol說：“我們?cè)诟鲗又g以微米尺度構(gòu)建了數(shù)十億個(gè)這些微小支柱，從而創(chuàng)建了一個(gè)3D表面，并彌補(bǔ)了這些層非常薄的事實(shí)。這也確保了鋰可以覆蓋更短的距離，這使得電池非?？?。”