锂离子电池的崛起，从最小的个人电子设备到巨大的储能系统，其革命性不言而喻。但在过去十年中，任何乘坐过飞机的人都能告诉你，通过液态电解液中移动带电锂离子存储和释放能量存在一些缺陷，尤其是这些电池有着令人担忧的易燃倾向。固态电池的出现，替换了液体电解液，采用固体陶瓷或聚合物，创造出更快充电、更持久、更高能量密度且（至关重要的是）温度较低的电池。一代新公司旨在将此类电池推向市场，如果他们的赌注成功，这项技术可能会大大促进摆脱化石燃料的转变。 固态电池的问题 固态电池在过去十多年中一直被称为“只需几年”的技术。在实验室中，这项技术是可行的。但面临许多挑战。在将固态电解液与锂金属阳极（电池向电路释放电子的一侧）配对的设计中，电池充电时会产生称为树枝晶的针状微丝，并最终穿透电解液，导致短路。固态电解液应该能够物理上阻止树枝晶的形成，但其中许多在树形突起像根扎入混凝土基础时会开裂。还有规模化生产的问题。大规模生产需要大量无缺陷的陶瓷类材料片片以制造电解液，还需要干燥的组装室，因为这些电解液往往会与水反应。潜在的制造商给出的固态电池的潜在价格范围各异，但大多数预期其价格在2030年代中期与锂离子电池相当。 进展 尽管技术仍处于起步阶段，固态电池已经经历了许多引人注目的失误。但美国一家最先进的固态电池公司表示，它正在接近能够将其产品推向市场。比尔·盖茨支持的QuantumScape于2010年在硅谷成立，并围绕一种与锂兼容的陶瓷材料构建其电池——这意味着不会形成树枝晶。“那么我们花了大约10年学习如何加工它，以满足所有其他要求，”QuantumScape的联合创始人兼首席技术官Tim Holme说。在2025年，该创业公司宣布了一种专有的大规模生产方法，可以迅速生产和热处理其电池中使用的陶瓷电解液。“在陶瓷领域，没有人以前这样做过，”Holme声称。在过去的10000年中，生产陶瓷需要经过几天将原材料缓慢烹饪在烤箱中。“我们找到了将这一过程缩短到几分钟的方法，”他说。许多其他公司也在推进这项技术。全球最大的汽车制造商丰田早在2010年就启动了固态电池的研究项目。现在，它正与全球能源和石油公司出光兴产（Idemitsu Kosan）合作建立一座试点工厂，承诺汽车在10分钟内充电可行驶至多745英里——如果顺利推进，将是一次巨大的飞跃。在中国，全球电池市场约40%的份额由CATL控制，该巨头也在积极研发固态电池，2024年单独投入近26亿美元于研究项目。与此同时，梅赛德斯在去年秋天为其EQ-S轿车配备了固态电池；在连续行驶750英里后，这辆车仍然有多余的续航。 这项技术是否会取得进展？考虑到潜在市场的规模，投资于电动车电池是有意义的。但任何小的成本上涨通常都会转嫁给买家，因此首批固态电动车电池不可避免地会更加昂贵。正在努力满足数据中心增长需求的电网储能买家，可能也会犹豫购买尚未降价的新技术。但长效的能量储存承诺可能会让他们更易说服。一些公司正在借鉴寻求聚变的企业的经验：专注于利润更高的短期市场，以资助开发和降低成本。包括位于加利福尼亚的Solid Energies和亚利桑那州的Sion Power在内的固态电池公司正在考虑向航空业或军方销售电池。“这些行业对成本的敏感度较低，且通常需求量也较小，”咨询公司BloombergNEF的电池技术及供应链首席分析师Evelina Stoikou表示。“这是一种验证概念的好方法，然后再推进资金，建立的试点工厂，最终实现规模化。” 进展指标 ............ 7 技术可行，资本...