特斯拉占据电动汽车领域的王者地位已经有一段时间了，他们即将推出的电池似乎是他们想要维持这一统治地位的最新尝试。它将变得更轻、更便宜、能量密度更高，甚至能比以往任何东西充电更快。谁能与之匹敌呢?量子景观(Quantumscape)最近公布了他们革命性的固态电池，看起来可能会让特斯拉尴尬。更重要的是，他们计划很快将其运用到公共交通上。什么是固态电池呢?量子景观的独特之处在哪里?他们真的能推翻特斯拉吗?
首先，什么是固态电池了?一般的电池，比如手机和电动汽车中的锂离子电池，有阳极(负极)、液体电解质、隔膜和阴极(正极)。在充电和放电过程中，离子流过电解质，在阴极和阳极之间流动，为电池提供能量
我们的大多数设备都由锂离子电池供电固态电池不仅不使用液体电解质，相反，他们使用固态的的。这听起来可能是一个简单的改变，但它有巨大的影响。首先，电池变得更轻，更紧凑，但它也有更长的工作寿命和更快的充电的潜力。这是因为固体电解质的能量密度比液体电解质高得多。它们还可以限制“树突”的生长，树突是在工作过程中沉积在阳极和阴极上的，会降低电池的容量(它可以存储多少能量)。为了防止锂离子电池的枝晶生长，必须降低和控制充放电速度。这就是为什么经常快速充电会损坏手机或电动汽车的电池。但在固态电池中，它们的树突抗腐蚀特性意味着这并不是什么问题。
树突如何破坏电池的图表
更重要的是，由于没有液体，固态电池更容易大规模生产。它们甚至提高了安全标准，因为它们使用的是更不易燃的材料。所以固态电池听起来是不是非常不错？那么为什么我们不广泛使用它们呢？
是因为他们很难设计得轻便且长寿。设计一个真正轻巧紧凑的固态电池相当容易，但付出的代价就是它的充电速度和寿命会大打折扣。这个缺点使得它们与锂离子电池的竞争毫无优势。
然而，Quantumscape已经开发出一种方法来规避这个问题。他们的无阳极设计和陶瓷电解质使他们能够构建一个零妥协的固态电池。
图表显示阳极如何随Quantumscapes的“单层”设计而变化—Quantumscape
首先，他们建立了无阳极设计，也被称为单层设计。阳极是在充电过程中产生的，因为锂离子沉积在电解液的阳极一侧，而不是像其他电池一样，在组装过程中插入阳极。这就消除了锂分散瓶颈，并允许电池倍速充电，而不会产生多余的枝晶或像其他固态电池一样有一个限制阳极。这也意味着，当放电时，它只像半个电池，因为它缺少第二层，这便是“单层”的名字由来。
他们的陶瓷电解质也可以一定程度上减少枝晶的形成。像大多数陶瓷一样，这种电解质是坚硬的，耐温度的，导致树枝状晶很难形成，因为它们需要电解质在电荷负载达到一定程度或极端温度下分解。
再加上Quantumscape拥有的多项专利，这使得他们很有可能创造出第一个可用的固态电池。为了向您展示这款电池的出色性能，让我们将其与特斯拉Model3LongRange的电池进行比较。
Quantumscape的电池充电速度是Model3的两倍多。他可以在15分钟内从0%提高到80%，而特斯拉超级充电器(TeslaSuperCharger)需要30分钟才能从10%提高到80%。特斯拉的电池组重达公斤，约占升空间，容量为75千瓦时。如果你用量子景观(Quantumscape)固态电池制造一个同等的电池组，它的重量将只有公斤，体积为75升。这种小尺寸和轻重量将导致更长的航程，因为让它移动所需的能量更少，车辆可以更小，这样就可以减少阻力。这一减轻的重量也将大大提高汽车的性能，因为加速和处理非常依赖于重量。
更重要的是，量子景观电池的续航时间更长。在次充电的台架测试中，他们的电池只损失了10%的容量。这相当于驾驶一辆行驶里程英里的电动汽车行驶30万英里，只减少了30英里的行驶里程。相比之下，特斯拉(Tesla)声称在行驶20万英里后，其退化率为10%。
特斯拉—Tesla.
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