文/陈根

美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)表示，基于有前景的测试结果，电池研究人员建议固态电池行业应重视等静压技术，以促进下一代电池的商业化。

固态电池的商业规模生产是电动汽车制造商的目标，因为这些电池可能比目前市场上的锂离子电池充电更快，使用时间更长，运行更安全。可见，实现固态电池的规模化制造也是非常重要的。“有效解决这些挑战可以超越当前的电池技术，使高能耗固态电池满足便携式电子产品、电网存储、电动汽车甚至航空空应用的快速增长需求。”

等静压技术的工作原理

等静压的工作原理是帕斯卡定律:“封闭容器内介质(液体或气体)的压力可以均等地向各个方向传递。”这种工艺利用机器中的液体和气体(如水、油或氩气)对电池组件施加均匀的压力，从而产生高度均匀的材料。

当电池充电或放电时，离子将穿过由薄金属层组成的正极和负极之间的电解液。在为手机和电动汽车等各种设备供电的锂离子电池中，电解液是一种液体，离子可以很容易地穿过它。但是，如果电池层之间的分隔被破坏，液体就会溢出或点燃。而且通过等静压技术，可以产生均匀的固体电解质薄层，可以保持层间高度接触，从而实现离子的平稳运动。该方法适用于不同温度和压力下的各种电池组合物。

结果还表明，采用软电解质材料的低温等静压技术是非常成功的。因为软电解质材料更容易加工，并且具有适合离子运动的晶体结构。相比之下，之前的电池等静压技术需要在非常极端的条件下完成，比如非常高的温度或者室温，但不能介于两者之间。

固态电池在电动汽车中的应用

所有这些材料都有其独特的优势，研究人员希望利用它们，这就是为什么你可以在室温到数千华氏度的任何地方进行等静压是重要的，这意味着你可以使用从聚合物到氧化物的任何材料，包括所有材料。这种多功能性对于正在开发的各种固态电池的设计和材料非常重要，以保持一致的制造工艺。

几家领先的汽车公司已经宣布，他们打算在几年内销售使用固态电池的电动汽车。“毫无疑问，所有固态电池都在漫长的旅程中，但如果等静压技术能够得到扩展，它将提供一种组装电池层的方法，而不会不切实际。”均衡压力还可以将三个电池层制成一个紧凑的系统，而不是在连接之前单独创建它们。“有效应对这一挑战将使能源密集型固态电池能够满足便携式电子产品、电网存储、电动汽车甚至(航空空)应用的新兴需求，从而使今天的电池技术跨越到未来几十年。”

通过等静压来操纵晶体结构的能力将给固态电池带来巨大的好处。ORNL大学的研究人员仍在进行测试，以了解哪种压制温度和压力的组合对不同的材料最有效，以及这些因素如何影响质地。