出品:牛郎班的秘密花园
来源:媒体
编译:Sail2008
编辑:Sunnisky
米粒大小的固态电池在大公司和技术人才的加持下，实用的固态电池可能在几年后问世，这将带来一场能源革命。
有一项即将到来的技术创新，一旦向公众发布，将带来一场期待已久的能源革命，它就是固态电池。与传统电池相比的技术优势
它将比目前市场上的任何产品都更加安全有效，不仅涵盖电动工具、玩具、笔记本电脑和智能手机等普通生活领域，还将对许多特殊领域产生深远影响，如医疗设备、宇宙飞船和旨在摆脱对化石燃料依赖的创新汽车设计。
固态电池和核聚变发电一样，被认为是未来的技术，不属于今天，但固态材料的进步和投入在过去几年有了很大的提高。如今，随着许多大公司和技术人才的加入，我们似乎可以在未来几年内看到这些电池产品的发布。
电池储存化学能并将其转化为电能。它有四个主要部分:阴极、阳极、电解质和隔膜。当电子从带负电的阳极转移到带正电的阴极时，产生电流。电解质使带正电的离子在两个电极之间流动，从而平衡了电子的流动。隔膜将两个电极分开，以防止电池短路。
现有电池和未来的固态电池有一个重要区别:电解液。
目前所有的锂离子电池都是液体电解质。不幸的是，液体电解质中的一些化合物会生长出一种叫做树枝状晶体的晶体结构。树枝有又长又尖的须状物，会刺破隔膜，导致短路，从而导致危险的爆炸。
浅灰色晶体结构是锂电极内形成的枝晶固态电池，顾名思义，有固体电解质，可以抑制有害枝晶的生长。
这种电池能量密度高，大大降低了起火爆炸的风险，占用的空间更少空，可以在更宽的温度范围内工作。
它将带来电动汽车的技术突破。
到目前为止，电动车最大的缺点就是续航里程有限。一辆普通的电动汽车充满电可以行驶250-300英里。汽车充满电需要1到17个小时，这取决于它是在加油站充电还是在家里使用标准插座充电。
电动汽车预计将继续流行，并最终主导汽车行业。为了实现这一目标，它们的续航里程需要延长到至少450英里，同时，它们应该是消费者可以负担得起的。
用固态电池呢？
电动汽车的行驶里程将是现在的两到三倍。企业可以选择做更小更快的充电电池，或者保持电池尺寸不变，但是续航里程要大很多。充电时间也将减少到15分钟。
三星开发的一种固态电池已经充放电超过1000次，每次充电可以行驶500英里。它的电池寿命可以支持50万英里，可以在更极端的温度下高效工作。
这可能是汽油动力汽车的末日。对于笔记本电脑和智能手机来说，这意味着设备可以快速充电，一次充电可以使用几天，电池寿命从2年提高到10年以上。医疗设备会变得更轻更小，更大的温度范围意味着未来可以使用固态电池空技术。
大公司和技术人才的技术加持
这种巨大的潜力没有逃过大公司的眼睛。大众、福特、宝马、现代、丰田和比尔·盖茨都在固态电池技术的研究上投入了数十亿美元。
比尔·盖茨投资的QuantumScape公司制造了具有陶瓷层的固态电池，可以防止枝晶生长，并在较低的温度下工作。丰田计划在2025年前推出数量有限的固态电池汽车。
QuantumScape的车间最激动人心的突破来自一个你可能从未听说过的人。
物理学家约翰·古德诺(John Goodenough)领导的研究团队提交了一项玻璃陶瓷固态电池的专利，这种电池是通过在电池中加入钠或锂来形成电极而实现的。这种电池稳定，不可燃，充电速度更快，储能容量是普通锂离子电池的三倍以上。
这种电池价格便宜，预计可以连续充放电2000次以上。这种玻璃陶瓷电池的工作温度范围是-4 F ~ 140 F..
古德诺不是普通的科学家。他获得了包括诺贝尔化学奖在内的八个科学奖项。他改变世界的创新包括发明锂离子电池和用于计算机操作的RAM存储器。他参与了许多大公司，使得固态电池触手可及。
我们可能只需要3或4年就能看到这项技术的有限发布，尽管很难说何时会更大规模地向公众发布。
电池代表的不仅仅是方便，它是拯救世界的关键因素。性能更强的电动汽车将带来汽车市场的巨变，从排放量更大的汽油车到电动汽车。固态电池也可以用环保材料生产，比如大量海水中发现的钠。
但也许最重要的是，固态电池的到来将标志着最聪明的人类大脑的能力:将一项我们已经知道了几个世纪、梦想了几十年的技术变成现实的能力。
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来吧，给你的灵魂充电。
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