固态电池有望未来几年内出现，这项期待已久的技术可能会改变世界固态电池有望未来几年内出现

固态电池有望未来几年内出现，这项期待已久的技术可能会改变世界

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设想一下：有一项目前正在接受测试的技术，当它向公众发布时，将成为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产品都更安全、更高效。它将影响我们认为平凡的东西——电动工具、玩具、笔记本电脑、智能手机——以及我们认为特殊的东西——医疗设备、航天器，以及使我们摆脱化石燃料所需的创新车辆设计。几个世纪以来，我们已经了解这项技术，但直到现在我们才能够朝着它的创造迈出一小步。数十亿美元正在投入研究，一旦技术完善和发布，还将投入数十亿美元。

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这种描述可能听起来很像聚变能力。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。虽然聚变电源和固态电池都被贴上了未来技术的标签，但从未成为今天的技术，但多年来，固态材料的进步和投资大幅增加。如今，不仅有许多大公司和可靠的研究人员参与其中，而且似乎我们最终可能会在未来几年内开始看到这些电池的发布。一旦这种难以捉摸的变革性技术最终准备好进行大规模生产，我们还能期待什么？

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电池无非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：阴极、阳极、电解质和隔膜。阴极和阳极是电极。当电子从一个电极传递到另一个电极时，就会产生电流。在这种情况下，电子从带负电的阳极传递到带正电的阴极。然后，两个电极的作用是产生我们的电流。电解质溶液允许带正电的离子在两个电极之间流动。这平衡了电子的流动。最后，隔膜将两个电极分开并防止电池短路。

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我们目前的电池和未来的固态电池之间有一个重要的区别：电解质。当前的锂离子电池具有液体电解质。不幸的是，液体电解质中存在的某些化合物允许称为枝晶的晶体结构的生长。枝晶会产生长而锋利的晶须，可以刺穿隔板并导致短路，从而导致危险的爆炸。顾名思义，固态电池具有抑制这些有害枝晶生长的固体电解质。更不用说一旦电解质从液体转换为固体就会发生令人震惊的事情。电池具有更高的能量密度，火灾和爆炸的风险大大降低，占用空间更小，并且能够在更宽的温度范围内运行。例如，让我们看看这对车辆意味着什么。

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迄今为止，电动汽车的最大缺点是其行驶里程有限。一辆普通的电动汽车充满电后可行驶250-300英里（402-483公里）。根据车辆是在车站充电还是在家中使用标准插座，为车辆充满电需要1小时到17小时不等。然而，电动汽车预计将继续普及，最终主导汽车行业。为了达到这一点，他们需要将航程扩大到至少450英里（724公里），同时保持消费者的负担能力。

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电动汽车的续驶里程是目前的两倍或三倍。公司可以选择制造更小、更轻、充电速度更快的电池，或者让电池保持相同尺寸但范围更广。充电时间也缩短至15分钟。如果我们看看三星在固态电池方面的进步，我们就会发现他们能够开发出一种可以充电和放电超过1,000次的电池，每次充电可行驶500英里（805公里）。这是500,000英里的电池寿命。同时能够在更极端的温度下高效运行。