近日，麻省理工學(xué)院宣布，解決了阻礙全固態(tài)電池商用化的根本問題。雖然商用化還需要更多的研究，但可以說是為全固態(tài)電池的大眾化邁出了重要的一步。

鋰離子電池顯然帶動(dòng)了電動(dòng)汽車的大眾化，但是也沒有徹底的大眾化。具體來說，首先仍然昂貴的鋰離子電池價(jià)格是第一個(gè)絆腳石，其次是隔膜損壞后發(fā)生的近乎爆炸的火災(zāi)引發(fā)的安全問題是第二個(gè)絆腳石。

特別是與安全直接相關(guān)的電池爆炸問題，從電動(dòng)汽車大眾化初期到現(xiàn)在頻繁發(fā)生。首先要知道為什么會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象，原因是正極材料相互接觸時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)?；馂?zāi)發(fā)生的機(jī)制也有幾種，比如說過度充電，內(nèi)部壓力增加導(dǎo)致電池分離和分離膜損壞。盡管如此，根本原因歸根結(jié)底是陰極和正極材料相互接觸產(chǎn)生反應(yīng)。

因此，目前絕大部分電動(dòng)汽車電池內(nèi)部都配有涂層隔膜和保護(hù)電路，問題是隔膜和電路在每個(gè)單元都適用，不得不導(dǎo)致電池組厚度加厚。再加上為了保護(hù)電池，采用了附加裝置，電池組只能布置在車身下部的大部分。厚厚的電池組最終會(huì)導(dǎo)致車輛重量增加，以及與內(nèi)部空間的妥協(xié)等各種二次問題。

因此，制造商很早以前就開始熱衷于開發(fā)全固態(tài)電池，以解決鋰離子電池的根本問題。全固態(tài)電池是將在電池內(nèi)部移動(dòng)電子的物質(zhì)電解質(zhì)注入固體而不是液體的電池。因此，電解質(zhì)本身可以代替隔膜的作用，因此可以比以前進(jìn)一步減少電池芯的厚度，最重要的是起火的風(fēng)險(xiǎn)大大降低。

但這是理論上的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果顯示，全固態(tài)電池也可能發(fā)生火災(zāi)。簡(jiǎn)單來解釋的話，鋰像樹枝一樣延伸到引起裂縫的固體電解質(zhì)縫隙中，與負(fù)極材料發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象。

這與分離膜損傷引起的化學(xué)反應(yīng)是另一個(gè)問題。更大的問題是，我們不知道為什么電解質(zhì)會(huì)出現(xiàn)裂縫，以及鋰像樹枝一樣延伸的原因。許多電池制造商為了查明原因進(jìn)行了大量研究，最近麻省理工學(xué)院開發(fā)出了解決這一問題的解決方案。

麻省理工學(xué)院也尚未查明電解質(zhì)裂紋和鋰枝現(xiàn)象的原因。因此，將目標(biāo)改為控制裂紋，而不是抑制裂紋生成。解決方式出乎意料地簡(jiǎn)單。對(duì)電池單元施加一定的壓力填補(bǔ)裂縫部位。這里還有適當(dāng)彎曲來填充電解質(zhì)縫隙的方法。

另外，還可以通過配制熱膨脹量不同的電解質(zhì)，對(duì)電池芯進(jìn)行部分變形和加壓。對(duì)電解質(zhì)原子施加永久壓力，防止從正極材料延伸出來的“樹枝”滲透到裂縫中。

不管怎樣，結(jié)論是用物理方法填充固體電解質(zhì)的裂縫。這可以看作是將裂開的粘土揉成一團(tuán)的原理。最有利于商業(yè)化的方式是施加永久壓力。通過這種方式，電池芯本身可以自然壓縮，從而減少電池芯和電池包的厚度或大小。如果是智能手機(jī)或平板電腦開發(fā)商，也許會(huì)迫切希望這種方式實(shí)現(xiàn)商用化。

麻省理工學(xué)院表示，該解決方案已申請(qǐng)專利，但無意實(shí)現(xiàn)商用化。如果今后進(jìn)行更具體的研究，屆時(shí)有望見到比現(xiàn)在更輕、充電效率更快的電池組。