美国电池技术取得突破，续航提升两倍，受撞击后仍能继续工作

美国之所以能在航天方面走在世界前列，靠的就是NASA的技术，而NASA的技术在未来，也会被运用在其他领域当中，比如高速摄像机、传感器等等，这些都是科学家太空技术演变到我们生活领域的，看到这里，可能会有人问NASA是什么，他就是美国航空航天局。

就在前不久，他们又开发出了一款新型的全固态电池组，无需使用任何电解液，也无需担心发生液体燃烧和爆炸，其容量高达500Wh/kg，比一般的电池组高出近两倍，也就是说，其最大行驶距离将会增加两倍，同时其体积也会变得更小，即使遭受碰撞，也能保持良好的工作状态。

美国宇航空局于2021年四月开始使用固态电池，当他们公布了这款电池“提高固态电池的充电效率与安全计划”，并将开发用于电力航空器的固态电池。

NASA宣布，SABERS测试了一种新的电池物质，将这种物质加入到电池当中，它的释放能力有了很大的提高，在去年，这个小组已经设法使蓄电池的放电速率增加到原来的10倍，然后继续增加了5倍。

美国国家航空航天局的研究者们对固态电池做了一些简单的描述，比如在重量上可以提高20%到30%，在体积上可以提高30%到50%。新一代固态电池通过SABERS双极片堆叠，可有效降低电堆“开销”10%-30%，同时可提升其能量及功率。

NASA的科学家所给出的图片说明了，SABERS固态电池的内部结构，这种电池的主体成分是硫和硒。不像锂电池，它能被堆叠起来，而不需要一个外壳来把它们分开。美国航空航天局的科学家们正致力于研发一种新型的电池，它将会更加轻便，更加安全，并且性能更加出色，而不会像现在汽车和大的电子器件那样被广泛使用。

他们的工作属于美国宇航局“可持续航空计划”的一部分，其目的在于研究固态电池在航空业中的用途，如电力飞行器和先进航空飞机等。

与行业标准的锂离子电池相比，固态电池中没有液态物质，而液态物质会引起很多问题，比如过热，着火，以及随着时间的流逝而增加耗电量等不良状况，这是那些经常用大功率电器的人所耳熟能详的。

而固态电池则不存在上述问题，并且其容量和抗高压性能均优于普通锂离子电池。目前，NASA的“可充电且安全的固态建筑电池”这个项目获得了政府、行业和学术界的高度重视。

美国国家航空航天局克利夫兰的SABERS研究中心的主要科学家说，“这个项目将会不断地突破它的极限，而且我们正在向新的电池界迈进，这个新的研究成果将会有更多的东西被开发出来，而不仅仅是一个锂离子电池，它的潜力是巨大的。”对于发展更加持久的电力飞行器来说，电池的性能是至关重要的，它既要能高效地存储飞行器所需要的大量能源，又要保证自身的质量，这对于航空工业来说是至关重要的。

根据多家中国媒体的报道，哈佛的华裔博士李鑫，和他的弟子叶露涵，发明了一种现在最好的固态锂电池，可以反复使用一万次，充满电只需要几分钟，可以循环两三千次。

他们在《自然》期刊上的一篇文章中，对新一代固态电池的工作原理进行了详细的描述。申请者在文章中称，已成功构建出一种多层状结构的锂金属固态电池，从而在极高的电流密度下保持稳定，并有效地抑制枝晶浸润现象。

采用多层状结构，使非稳定状态的电解液与稳态固态电解液形成“三明治”结构，并使非稳态电解液中的裂隙得到很好地局域分解，从而有效地抑制了锂枝晶的生成。

在此过程中，锂枝晶能通过石墨与第一层电解质，但在进入第二层电解质时，它就会被截断，不能再继续往前。在常规的金属固态电池中，经过多次循环和多次充电和放电后，其陶瓷粒子中经常会出现微米甚至亚微米尺度的裂缝。

而一旦出现了这种裂痕，就很难避免锂枝晶的穿透和断裂。由于“三明治”之间的固态电解质，使得锂枝晶不可能贯穿整块电池，也就不会出现正、负极短路的现象，所以即便是出现了碰撞，也不会有任何问题。

对于NASA发布的固态电池资料，李泓、张永柱等人都表示，NASA在固态电池方面，确实有一些创新之处，一些科研单位在研究固态电池时，拿出的一些实验样本，其技术指标都非常出色。

而这种样本的核心，就是要进行产业化，而且在这种情况下，不但要看固态电池的性能，更要看其成本，看其生产工艺的难度。

将固态电池放进车里，有什么问题需要解决？

在全世界范围内，固态电池已经不是什么新鲜事物了，常规液态锂电池是在锂离子由正电极向负电极移动，然后又回到正电极的运动过程中，从而实现了充电和放电的全过程。而固态电池也是如此，只有一样东西是不同的，那就是它的电解质是固态的。

然而，固态电解质存在着离子导电性能差的问题，尤其是在低温下，其次在电解质的固态界面上，它和电池正负极之间存在较大的界面阻抗。

另外，固态电池中所使用的新型材料如预锂化硅碳负极、高镍正极、固态电解质等，将彻底颠覆现有的液态锂电池系统，且其制造成本将大大提高，降低成本的道路将非常艰难和漫长。

固态电池是一种极具发展潜力的新型锂电材料，据悉世界上大约有50家的生产企业、创业企业和大学研究机构正在努力推动S固态电池技术的发展。

欧美市场上，宝马集团在2022年将1.3亿美元的资金投入到，该公司将在美国科罗拉多州成立一家固态电池创业企业SP当中，他们的目标是，在2025年之前生产一款带有固态电池的汽车，并在2030年之前批量生产。

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