期待已久的固态电池技术，最终会改变世界

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编者按：固态电池的普遍应用会改变我们生活的方方面面，从手机、电脑、汽车、医疗设备到宇宙飞船。以往，我们觉得固态电池是很遥远的未来技术，但近来随着JohnGoodenough团队玻璃电池的创新，以及大众、福特、宝马、现代、丰田和比尔·盖茨都在固态技术研究上投入了数十亿美元，固态电池有可能成为我们触手可及的目标。本文译自Medium ，作者EllaAlderson ，原文标题为ThisLong-AwaitedTechnologyMayFinallyChangetheWorld ，希望对您有所启发。

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来自QuantumScape公司的固态电池
设想一下：有一项正在测试的技术，一旦发布给公众，将导致一场期待已久的能源革命。这项新技术有望比我们现在市场上的任何技术都更安全、更有效。它将影响我们生活中一些平凡的东西，比如电动工具、玩具、笔记本电脑、智能手机,以及影响一些我们的生活中不常见的东西，比如医疗设备、宇宙飞船、新能源交通工具等。几个世纪前我们已就经知道这项技术了，但到目前为止，我们只能在创造的过程中迈出一小步。目前已经有数十亿美元投入研究，一旦技术完善并发布，还会有数十亿美元投入研究。
这个描述听起来很像核聚变。然而，它实际上指的是电池技术领域即将到来的创新——特别是固态电池。虽然聚变能量和固态电池都被认为是未来的技术，不是当下可以普及的技术，但近年来，固态材料的发展和投资大幅增加。如今，有许多大公司和可靠的研究人员参与其中，我们似乎会在未来几年内看到固态电池的发布。
一旦这种难懂、具有革命性的技术最终准备好大规模生产，我们能期待什么变化呢？

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简化图，左图显示了传统电池的液体电解质，右图显示了固态电池的固体电解质。
电池只不过是储存化学能并将其转化为电能的装置。它们有四个主要部分：负极、正极、电解质和隔膜。负极和正极是电极。当电子从一个电极传递到另一个电极时，电流就产生了。在这种情况下，电子从带负电的正极传递到带正电的负极。这两个电极的作用就是产生电流。电解质溶液允许带正电荷的离子在两个电极之间流动。这就平衡了电子的流动。最后，隔板使两个电极分开，防止电池短路。
我们现在的电池和未来的固态电池有一个重要的区别：电解液。目前的锂离子电池都是液态电解质。不幸的是，液态电解质中的某些化合物允许晶体结构的生长，即树突。枝晶会产生又长又尖的晶须，会刺穿分离器，导致短路，从而导致危险的爆炸。顾名思义，固态电池有一种固态电解质，可以抑制这些有害树突的生长。更不用说电解液从液体变为固体时发生的惊人变化了。
固态电池具有较高的能量密度，火灾和爆炸的风险大大降低，它占用更少的空间，并能够在更大跨度的温度范围内正常运行。举个例子，让我们看看这对汽车意味着什么。
到目前为止，电动汽车最大的缺点是行驶里程有限。一辆普通的电动汽车充满电后可行驶250-300英里(402-483公里) 。完全充满电需要1-17个小时，具体时间取决于汽车是在加油站充电还是在家里使用标准插座充电。不过，预计电动汽车的受欢迎程度将继续增长，最终将主导汽车行业。为了达到这一目标，电动汽车将需要将续航里程扩大到至少450英里(724公里) ，同时让消费者买得起。