生活哲学

什么是固态电池?他们会解决电池寿命问题吗?

移动技术发展迅速,但电池技术仍跟不上。我们已经达到了锂离子或锂聚合物电池的极限。解决这个问题的方法可能是固态电池。

什么是固态电池?

在传统电池设计中——大多数锂离子电池——会有两个固体电极,电解质是液体。当电池充电时,离子分子从这个电极(ca-cath)切换到另一个电极(a-note),反之亦然。电解质有助于转移。如果您看到电池被腐蚀或刺破,您会看到流动的“酸针”是电解液。

对于固态电池,电极和电解质都是固态的,就像金属、合金或其他合成材料一样。 “固态”这个词会让您想到 SSD,但事实并非如此。使用闪存的 SSD 无法移动,与将数据存储在由小电机旋转的磁盘上的常规硬盘驱动器不同。

固态电池的想法已经存在多年,但它的发展才刚刚开始,仍在被电子公司、汽车制造商或相关方使用。

固态电池有什么好处?

与使用液体的前辈相比,固体电池有很多好处:电池寿命更长、充电更快、更安全。

固态电池将阴极、阳极和电解质压缩成 3 层,而不是将电极留在液态电解质中。这意味着您可以使电池更小,或者至少更薄,同时仍具有与使用液体的电池相同的功率水平。同样的固态设备会更薄、更小,同样尺寸的电池续航时间会更长。

固态电池也更安全,因为没有有毒和易挥发的液体,也不会像普通电池那样产生热量。如果在电子设备甚至电动汽车上更换它,充电时间会更快,因为离子在电极之间移动的速度更快。

根据最新研究,在容量和充电方面,固态电池的普及率最高可达电池的 500%,而后者仅为电池的 1/10。

固态电池有什么缺点?

固态电池还只是新兴技术,所以生产成本会很高,所以目前普通用户的电子设备还不能使用这种电池。 2012 年,佛罗里达大学先进材料和软件分析系的一项分析估计,生产一个带有手机的固态电池将花费 15,000 美元,一个足够驱动汽车的电池。电费将花费 100,000 美元。

什么是固态电池的图1?他们会解决电池寿命问题吗?
目前,手机固态电池的生产成本将高达数千美元

部分原因是缺乏规模经济。目前每年通常生产数亿只电池,因此它们的生产成本均摊。只有少数公司和大学研究固态电池,因此单位成本将是巨大的。

另一个问题在于材质。用于普通电池的金属、合金是众所周知的,但我们仍然不知道电极之间的电解质使用哪种材料。该研究仍在尝试限制选项,但需要有足够的数据才能进行合成和生产投资。

什么时候可以使用固态电池?

技术还在发展中,这个问题的答案仍然是一个猜测。但也有好处的是,许多大公司都在投资研究这项技术,以便将固态电池推向市场。一家汽车制造商表示将在 2023 年使用该电池,但不知道它的成本。

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