麻省理工科技评论
26-10-24 18:39 微博认证:《麻省理工科技评论》杂志官方微博

【固态电池商业化提速:充电更快、续航更长,还能更安全?】

#锂离子电池# 的崛起堪称一场革命。从最小巧的个人电子设备到庞大的储能系统,如今几乎无处不见它的身影。然而,过去十年里乘坐过飞机的人大概都知道,这种通过带电锂离子在液态电解质中移动来储存和释放能量的方式,也存在一些弊端,其中最令人担忧的便是电池容易起火。

而#固态电池# 的出现,有望改变这一局面。它使用固态陶瓷或聚合物材料取代液态电解质,使电池能够实现更快的充电速度、更长的使用寿命,在更小的空间内储存更多能量,同时降低运行温度。如今,新一代企业正致力于推动固态电池走向市场。

如果这些企业的押注取得成功,这项技术将有望大幅推动能源转型,帮助人类减少对化石燃料的依赖。十多年来,固态电池始终被认为“距离商业化只差几年”。在实验室里,这项技术已经能够正常运行,但仍面临诸多挑战。在采用固态电解质和锂金属负极的电池设计中,充电过程中往往会生长出一种被称为枝晶(dendrite)的针状结构。

负极是电池向外部电路释放电子的一侧,而这些枝晶最终可能穿透电解质,导致电池内部短路。按理说,固态电解质应该能够通过物理屏障阻止枝晶生长,但许多固态电解质仍会出现裂纹。枝晶就像穿透混凝土地基的树根一样,逐渐突破材料内部,最终使其开裂。

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