戴森为何全力投入固态电池

锂离子电池为大量现代设备提供动力，从雪佛兰 Bolt 等电动汽车到 iPhone，再到戴森等手持式吸尘器。

事实上，詹姆斯戴森在他的新回忆录《发明：一生》中指出，在 2012 年至 2014 年左右的某个时候，他的公司——以电池供电的真空吸尘器和其他小工具而闻名——“消耗了全球约 6% 的锂离子电池供应量”。

这只是戴森开拓性职业生涯的书中一个令人着迷的细节：早年，他销售过一艘名为 Sea Truck 的船，然后发明了一种名为 Ballbarrow 的新型手推车，并最终创造了一种真空吸尘器设计，利用气旋（快速旋转的空气）来分离灰尘，而不是依靠袋子来完成这项工作。

戴森还用一章来介绍该公司开发但未出售的电动汽车；他还介绍了该公司在开发更好电池方面的工作。戴森说：“我们停止生产电动汽车的原因之一（不是唯一的原因，但也是次要的原因）是，我们必须在新型固态电池技术上投入大量资金，这无疑将随着交通运输效率的提高而改变交通运输。”

“这就是我们正在研究的领域，”他指的是固态电池技术。“我们现在正在投入生产。”

固态电池与当今常见的传统锂离子电池有着关键区别——稍后我们会详细介绍它们。“这项技术的潜力无疑代表着未来，至少对电池而言是如此，”他说。

“我们有很多电池供电的产品上线，不仅仅是在我们目前的领域，”他补充道，“而且在其他领域，这些电池也将是不可或缺的、非常重要的一部分。”

他表示，搭载下一代电池的产品将“很快”上市。

以下是关于固态锂离子电池的知识——为什么它有望比常规锂离子电池的工作方式更进一步，以及为什么这项新技术可以成为手持式吸尘器等日常设备的资产。

普通锂离子电池如何工作？

最简单的锂离子电池包含两个电极。一个是正极，即阴极。另一个是负极，即阳极。微小的锂离子带正电荷，在电池的运行中起着关键作用。

电池充电时，锂离子位于负极；最基本的锂离子电池将这些离子存储在阳极的石墨中。密歇根大学电池实验室技术总监格雷格·莱斯说，石墨是“一堆相互连接的六边形薄片”。 “锂离子在这些薄片之间滑动，找到一个舒适的位置。”

给电池充电时，电子从墙上的插座流出，流向电池的负极和石墨片。与此同时，带正电的锂离子在同一侧，平衡了电子的负电荷。

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当你使用电池做某事时，例如为电动汽车的发动机供电，电子会通过电路从电​​池中流出，电池内的锂离子会移动到电池的另一侧。现在这些锂离子在阴极上。当你再次给电池充电时，这个过程会继续，离子会回到阳极。

他说：“我们在外部电路中来回推动电子，在电池内部来回推动正离子。”美国能源部的这个动画很好地展示了这个过程；正极（阴极）在左边。

当锂离子在电池内部来回穿梭时，它们会穿过液体电解质，就像在水池中游泳一样。最后，电池内部的隔板将两侧隔开。它允许锂离子通过，但不允许电子通过。

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固态电池用固体电解质取代了液体电解质（让锂离子游泳者来回游动的水池）。

那么为什么要取代液体电解质呢？“我们想要去除液体电解质的原因是它很重，”莱斯说。“它价格昂贵，而且易燃——而易燃性是一大问题。”他说，这是因为“电解质实际上是一种液体燃料。”

那么为什么这项技术对吸尘器这样的设备有帮助呢？

所有这些的结果是，固态电池将来可能会成为为戴森吸尘器或电动汽车等设备供电的更好方式。“优点显然是能量密度，也许还有安全性，”莱斯说道。

由于固态电池的能量密度更高，因此它可以储存更多的电量，这意味着你手里拿着的、在家里推着的电动吸尘器可以使用更长时间。“如果你能给无绳吸尘器注入更多的能量，那就太好了，”莱斯说。“将这些高能量密度电池放入吸尘器或电动工具中，非常有意义。”

最终，莱斯并不认为固态电池必然会取代现有的所有电池。例如，人们仍在遥控器中使用普通碱性电池，内燃机汽车仍使用铅酸电池来启动车辆。目前，固态锂离子电池可能最适合用于为吸尘器之类的设备供电，然后再将其用于电动汽车等更大的设备。

“你不会真的从使用固态技术的电动汽车开始，”他说，“你会迈出一小步，先做吸尘器这样的家用物品。”