[上图]固态电池研究公司QuantumScape的一段视频描述了固态电池(右图)与传统锂离子电池(左图)的对比。信用：QuantumScape， YouTube
对环境科学家来说，明天是今年最重要的stem主题节日之一——地球日!
51年来，人们一直把4月22日视为支持环境保护的日子。地球日现在包括了由全球协调的一系列活动areardday.org.，这与190多个国家的75,000多个合作伙伴合作。
材料科学家通过开发新的环保材料，流程和技术来帮助地球发挥重要作用。今天，我们看看其中一个人的工作槭树公司合作伙伴革新下一代电动汽车的电池。
固态电池的承诺
固态电池是使用固体电解质而不是在常规锂离子电池中发现的液体或聚合物凝胶电解质的电池。固态电池，即通常是锂基的，展示了解传统电池的一些挑战，包括更轻的能量密度，延伸范围，成本更高，更快的充电时间。
然而，有几个原因构建用于现实应用的固态电池是一项艰巨的任务（参见下面的视频）。但可能是最突出的原因是在长期循环上形成阳极上的锂枝晶。这些刚性的树状结构最终刺穿了固体电解质，使电池短路并体验热失控，严重的安全问题。
研究人员已经尝试了用于固体电解质和电极的几种不同的材料，以减轻树突式形成（检查）2019年9月公告例子)。最近几个月，几家研究电动汽车用固态电池的初创公司引起了公众的注意，比如加州的一家公司QuantumScape。
Quantumsape：追求坚实的未来
Quantumsape是一家由Jagdeep Singh，Tim Holme和Fritz Prinz成立的电池研究公司。
辛格曾先后创办过四家初创公司。2008年，特斯拉汽车公司(Tesla Motors)推出首款全电动跑车(Roadster)后，他开始对电动汽车电池感兴趣。他开始在斯坦福大学听课，并遇到了普林兹教授和正在研究全电子电池的研究生霍尔姆。支撑他们的全电子电池的材料——一种具有独特电学性质的量子点——成为了他们最终创建的公司名称的灵感来源。
在成立QuantumScape的一年内，三人决定放弃量子点，转而探索固态电池。幸运的是，该公司的投资者加入了，他们最终带来了更多的投资者，尤其是汽车制造商大众。
从2010年到2015年，该公司进行了“数百万次测试”，以确定固体电解质的材料彭博文章，最后发现了两种似乎可以抵抗树突的可能性。在对这两种材料进行快速跟踪工作后，他们在2015年底确定了一种材料，并花了接下来的五年时间完善它。
关于固体电解质的细节还很少见——该公司只会证实它是由某种抗枝晶陶瓷制成的，而且阴极上还有一些液体，尽管未来的目标是完全去除液体。性能数据然而，公司于2020年12月发布，索赔电池电池的当前版本可以在与当今的锂离子电池相比最长80％的范围，并且可以在仅15分钟内收取高达80％的容量。
（重要的是要注意，性能数据基于各个单元格而不是完整的电池。在实践中，大约100个薄细胞将堆叠在一起，形成一个牌甲板尺寸的全部细胞。）
目前，Quantumcape表示，距离电池近三年，将其电池放在测试车中。有计划在加利福尼亚州圣何塞2023年建立试点制造工厂，其中测试细胞可以为各种汽车制造商制作，并计划将大型工厂在2024年在一个未公开的地点中建造一个与大众的合资企业。
为这些植物做准备，量子景观宣布去年9月，它将通过与特殊用途收购公司合并公开。“Quantumscape认为，这笔交易的收益将通过与大众集团的合资公司的合资企业开始，通过其合资开始全力以来，”该公告解释说。
了解更多关于QuantumScape开发固态电池的旅程在最近彭博社的绿色文章。
除了量子景观，基于科罗拉多州坚实的力量是另一家开发固态电池的著名初创公司。和QuantumScape一样，Solid Power的电池也使用了锂金属阳极和固体陶瓷电解质。去年10月，它宣布生产具有10个堆叠层的原型电池去年12月，该公司宣布生产具有22层的原型电池。