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随着全世界都在寻找更环保的交通工具，电动汽车越来越受欢迎。
是任何电动汽车的基本组成部分，而固态现在被视为该行业潜在的游戏规则改变者。
它们可以提供更大的能量密度，比锂离子充电更快，并将电动汽车的碳足迹减少40%。
什么是固态，是什么使它们与锂离子不同？
固态是具有阳极、阴极和电解质的电化学，与任何其他一样。它们之间的主要区别在于电解质的状态。
与使用液体电解质的锂离子不同，固态使用固体电解质。
固态的优点
液体电解质使锂离子在高温下易燃易挥发。
相比之下，固态电解质提高了稳定性，降低了爆炸或火灾的风险。
固态的不可燃特性也降低了热失控的风险。
同时，固态拥有更好的环境效益。根据Minviro的Transport&Environment(T&E)进行的研究，固态可以将电动汽车的碳足迹减少约39%。
研究还表明，如果使用可持续来源的原材料生产固态，新技术可以进一步降低的气候影响，与目前的锂辉石和沉积粘土锂源开采技术相比，其对环境的影响要小得多。
锂离子增加了锂和其他稀土元素的提取量。锂目前还未被列为关键元素，但2030年，约有1200万辆电动汽车使用的锂离子将达到使用寿命，并成为废物。这些电动必须进行回收，以防止危险废物的产生，减少环境污染，确保未来锂供应的可用性，并且降低原材料的成本。
然而，从这些废中回收材料并不是无污染的。例如，火法冶金回收是一个需要能源的过程，通过产生温室气体排放对环境造成危险。
另一方面，固态比锂离子寿命更长。充放电寿命可长达10年，而锂离子的使用寿命较短。更长的寿命将降低生产成本和浪费，极大地改善环境。
哪些公司正在开发固态？
丰田多年来一直在监控固态市场，并拥有该技术的最多专利。该公司最近宣布，到2030年将投入超过135亿美元用于生产下一代固态。这些将更节能、充电更快、更不易燃。
QuantumScape公司正在开发并计划将用于电动汽车的锂金属固态商业化。该公司是固态的领导者，并得到比尔·盖茨、大众汽车和上汽集团的支持。这种将为电动汽车提供高能量密度充电。
与锂离子相比，QuantumScap的将在不到15分钟内从0%充电到80%。此外，这些的平均能量保持率超过90%，寿命超过1000次。
可扩展性是固态发展最重要的障碍之一。行业领先的固态单元开发商Solid Power推出了卷对卷生产，以提高其制造工艺。
Solid Power帮助其合作伙伴避免了对现有设施进行昂贵的重组。福特和宝马集团一直致力于在未来的电动汽车中使用Solid Power的高能、低成本解决方案。
三星推出了耐用、高性能的固态。它的原型可以为一辆电动汽车提供800公里续航，并且可以承受1000多次充放电。这些的大规模生产将于2027年开始。
固态会取代锂离子吗？
丰田、大众、福特和宝马等主要汽车制造商已经对这项技术进行了投资。然而，由于成本高且缺乏足够的技术支撑，固态目前仅在实验室中少量生产。
制造一种化学惰性、稳定的固体电解质，同时又是一种有效的电导体，这是一项重大挑战。
此外，电解质生产成本太高，并且由于其在收缩和膨胀过程中的脆弱性，容易开裂。并且，由于锂枝晶的积累，它们会开始退化，从而导致短路和爆炸。许多组织已经在研究解决这些缺陷的不同方案。
一旦这些问题得到有效解决，未来的固态不仅会有更好的性能，还可能大大延长其使用寿命。
（原文来自：全球能源 全球储能网、新能源网综合） |
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