首个在商业上可行的固态锂金属电池解决方法

总部位于加利福尼亚州的QuantumScape公司，刚刚宣布了首个在商业上可行的固态锂金属电池解决方法。其宣称可将电动汽车的续航里程新增多达80%，并且支持在15分钟内将电量从0充到80%。据悉，通过使用固态电解质来替代传统的液态电解质，固态锂金属电池在体积重量/能量密度上都具有更高的优势。

结构示例（来自：QuantumScape）

有关要极高的安全能量密度、使用环境相对宽泛且苛刻、充放电率和循环次数要求都更高的EV动力锂离子电池行业来说，固态锂金属电池都具有显著的优势。

值得一提的是，QuantumScape使用了独特的锂金属阳极制造工艺。新设计并未让它在制造过程中即形成，而是在给电池充电时，才会在集电器周围形成。

该公司固态锂金属电池的另一项突破，体现在固态隔板上。其使用了具有固体陶瓷材料，对枝晶生长有极强的抵抗力。普通的锂离子电池，最怕的就是这类突刺导致电池失效、甚至引发火灾风险。

固态锂金属电池前景展望

结合了多项优势之后，QuantumScape的新型固态锂金属电池可达成1kWh/L的能量密度，约为当前特斯拉Model3所使用的动力锂离子电池的四倍。

按重量计，其能量密度亦有380~500Wh/kg。作为比较，当前特斯拉最高也只有供应260Wh/kg的选项，即便伊隆·马斯克乐观估计可在3~4年内达成400Wh/kg的目标。

充电速率方面，QuantumScape宣称该电池可在15分钟内实现0-80%的充电。而且在30℃（86℉）的温度下，单层袋式电池可在1C持续充放电倍率下维持相当长的生命周期。

WhatareSolid-StateLithium-MetalBatteries？（via）

就算经历了800次的充放电循环，新型固态锂金属电池亦可维持80%以上的容量。简单换算一下，相当于一辆电动汽车行驶了24万英里（38.6万公里）。

值得一提的是，该电池在低温下的表现也同样出众。在-30℃（-22℉）的环境下，它的容量也不会衰减太多。安全性方面，内部的陶瓷隔膜本身就是不可燃的。

展望未来，QuantumScape希望与合作伙伴携手推动新型固态锂离子电池的商业化运用。除了大股东（大众汽车集团）承诺的3亿美元资金，该项目还获得了Continental和比尔·盖茨等投资者的关注。