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设备与工具固体能源系统公司今年将在无人机上应用更安全的锂电池，并将于2021年之后将其用于汽车。
锂离子电池号称容量大，循环寿命长，但有发生爆炸的危险，有可能导致伤亡，产品可能会被召回，乘客也可能会被禁止携带锂电池搭乘飞机。
研究人员宣称固态锂电池是一种更安全的电池。固态电池技术将用塑料或陶瓷等惰性固体代替易燃液体电解质。研究人员几十年来一直在追求固态电池技术，却没有推出任何产品。
现在，位于美国马萨诸塞州的固体能源系统公司（SolidEnergy Systems）计划成为第一家销售此类电池的公司。这家初创公司表示，新电池的电能存储容量是相同重量的传统锂离子电池的两倍。
这意味着设备的续航时间是原来的两倍。例如，现在“先进无人机上装载有传感器、摄像头和处理器，电池只能续航20分钟，而且很重。”创始人胡启超（Qichao Hu，音）说。使用固体能源系统公司的新型电池，这些无人机可以飞行40分钟或更长时间。
该公司目前正在测试用于无人机的电池，预计将在今年年末开始销售，随后将在2019年推出用于可穿戴设备的电池，在2021年后推出用于电动车辆的电池。
当今的电池使用锂盐的稀溶液作为电解质，其作用是在碳阳极和锂过渡金属氧化物阴极之间来回传输离子。一些陶瓷、聚合物和玻璃材料也能很好地发挥这个作用。除了比液体电解质更安全之外，这些替代品还可以支持纯锂阳极，这将提高能量密度。
20世纪80年代，锂离子电池的先驱们最初是选择金属锂作为阳极。但是锂金属阳极很快就会长出一种叫做枝晶的苔藓状晶须，它可以到达阴极并缩短电池寿命，因此电池研究人员改用碳作为阳极。
固体能源系统公司的变通方案是将纯锂箔制成超薄阳极，再涂上一层混合聚合物陶瓷电解质（这种电解质可以抑制树突生长），并将另一种电解质——锂盐糊状物涂在阴极上。
阴极上的电解质含有足够的溶剂以使锂盐在室温下传导离子。胡启超说，从技术上讲，这款设备是一种半固态电池，但比传统的锂离子电池更安全。电池的能量密度约为500瓦时/千克，是传统锂离子电池（250瓦时/千克）的两倍。缺点是它只能重复充电约200次，而传统电池的重复充电次数是1000次以上。
“很多人试图找到百分百完美的固态方案，”胡启超说，“但我们认为我们的半固体方案已经够好了。”
但其他一些实验室仍然专注于终极固态电池的愿景。去年，得克萨斯大学奥斯汀分校的约翰•古迪纳夫（John Goodenough）发布了一款固体玻璃电池。他和他的同事玛丽亚•海伦娜•布拉加（Maria Helena Braga）使用了一种掺锂玻璃材料作为电解质。他们在4月份发表于《美国化学学会期刊》的最新设计中提到，他们将一种特殊的软化剂溶液涂在柔性阴极上。
固态电池的一个问题是，由于各种材料的膨胀和收缩速率不同，电池的接口处会破裂。布拉加说，软化剂起到了防止开裂的作用。新型电池的能量密度是传统锂离子电池的两倍，可以重复充电2.3万次。
最近，行业巨头也开始投资固态电池。本田、日产和丰田已经与松下公司合作，为电动车辆研发固态电池。但一些高调进行收购的固态技术初创公司已经黯然失色。2015年，戴森公司收购了密歇根大学的衍生公司Sakti3，计划开发一款电动车辆用蓄电池。德国巨头博世公司则收购了来自劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）的固态聚合物电池创业公司Seeo。这两家公司后来都放弃了这些技术。
LBNL的科学家兼化学工程师尼塔什•巴尔萨拉（Nitash Balsara）于2007年和其他LBNL同僚共同创办了Seeo，他说制造锂金属电池不容易。“总体来说，只要它是免费的，电池行业会非常关注安全性。”他说，“我认为（这是）一个错误。开发和使用真正安全的锂电池，还有一段路要走。”
巴尔萨拉现在拥有一家新的创业公司——蓝色电流（Blue Current），它正在完善一种聚合物-陶瓷混合电解质。聚合物没有陶瓷导电性好，但陶瓷很易碎。这款混合电解质“融合了两者的优点，将更多的能量注入电池中，而且当汽车受到撞击时，它也不会破裂。”巴尔萨拉说。
纽约宾厄姆顿大学的化学教授，锂离子研究先驱M•斯坦利•惠廷汉姆（M. Stanley Whittingham）说，固态电池最终会有效，但现在仍然面临着工程挑战。他说：“近期，锂离子电池还是不可替代的。”并预测未来5到10年内，固体和半固体电池将小规模投入市场。他表示：“最终还是要看它们的成本是多少。”
固体能源系统公司的电池的售价合每千瓦时500美元，比传统的锂离子电池贵得多，目前锂离子电池的售价仅约为200美元。但胡启超预计，随着制造业的规模扩大，其成本将会下降，并且他正与主要的电池制造商进行谈判。
“我们还没有准备好进军电动车辆，那是我们的最终目标。”胡启超承认，“但我们已经可以满足无人机的关键性能需求，并在电动车辆蓄电池方面不断取得重大进展。”
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