固 态 电 池这几个字，咱们这几年听得耳朵都要起茧了。 车企、电池厂隔三差五就要拿出来说一说：更安全，续航更长，充放电速度更快。 反正就是哪哪儿都好。 可大多数消费者的反应却是：行行行，好好好。 因为在我们的印象中，这玩意儿很难生产，成本更是压不下来。 哪款车一旦增加了固态电池这个噱头，续航能加多少不好说，价格加十万算少的。 这种感觉当然也没错，尤其是在家用车领域，固态电池的规模化上车还需要个几年时间。 但我们大多数人看不到的角落里，固态电池其实早就上岗了，而且是上天下海。 今年3月，美国一家做水下机器人的公司发布了一款自主水下航行器，叫DarkWake，放下水就能自己跑任务。 它有个卖点：固态电池。 中国团队其实跑得更快。 2020年11月，“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟一万米深的海底作业，旁边一台“沧海”号视频着陆器负责拍摄和直播，给“沧海”号供电的，就是一套固态锂电池。 这套电池出自中科院青岛能源所崔光磊团队。他们的电池2017年就跟着着陆器下到了一万多米深的地方，累计交付的深海电池系统已经超过200批次。 家用车还在排队等它，固态电池先去了深海、无人机这些高端场景。 因为它们不太在乎电池贵一点、产量小一点，最怕的是电池出事。 01、为啥能下海？ 海水每往下10米，压力大约增加一个大气压，到了一万米，每平方厘米上压着大约一吨水压，相当于在指甲盖上停了一辆小轿车。 那里常年只有几摄氏度，海水还导电，哪里密封不严渗进去一点，电路就可能短路。 如果用传统电池，容易半路趴窝：相机不拍了，仪器不测了，一趟科考白跑了自不必说，价值几个亿的仪式能不能收回来都成问题。 有人可能会想，电池里装的是液体，为什么会怕水压呢？ 没错，水、油这类液体很难压缩，能把压力原样传过去。 但是一块普通锂电池里，电解液填充，会留下很多缝隙和空腔。 所以让一块液态锂电池下海，大概率会暴露出几个毛病。 一是有空腔。常见的圆柱电芯里天生留着气腔，外面一压，最容易被压瘪变形。 二是怕渗漏。软包电芯靠一圈热封的封边把电解液关在里面，高压下封边可能起泡，外面的液体会顺着封边钻进电芯，里面的电解液也会被挤向结构薄弱的地方。电极边缘细小的毛刺，还可能被压进隔膜，隔膜是正负极之间的一层薄膜，专门把两边隔开，一扎穿就短路了。 三是易燃。液态电解液大多是易燃的有机溶剂，一旦热失控，电池内部越热反应越猛、越猛越热，关在密闭的舱里尤其难收拾。 所以普通锂电池下深海，常见的做法是关进耐压舱，让它在舱里照旧过一个大气压的日子，耐压舱像个保险柜，外面的压力全靠舱壁顶着，去万米深处，舱壁常常得用钛合金，还要做得很厚。 壳一厚，就碰上了深海设备很在意的一件事：重量。 很多深海设备没有发动机推着走。拿着陆器来说，它下水时挂着压载铁自己沉下去，干完活扔掉压载铁，靠身上的浮力材料浮回水面。电池连同外壳每重一公斤，就得多配一块浮力材料把它托回来，整台机器跟着变大变沉，放下去、捞上来都更费劲。 所以，设计一台深海机器，往往电池是很大的掣肘：带多少电，决定它能在下面待多久；电池和外壳有多重，决定要配多少浮力材料；这些定下来，才轮到给相机、传感器安排位置。 汽车是车身带着电池，电池只是一个部件；而到了海底，更像给电池配了台机器。 这些问题，固态电池正好能够规避。 他们这块电池内部没有能自由流动的液态电解液，没有能流的液体，也就没有液体可漏、可被挤跑；固体电解质把电芯里的缝填实了，压力来了，没有空的地方可塌；少了大量易燃溶剂，相应的燃烧风险也降了下来。 在模拟深海高压的实验室里，团队的电池系统扛住了121兆帕的压力，比万米海底还高出约两成，完好无损，照常供电。 光是固体还不够。太硬的固体容易裂，太软的又撑不住形状。团队用的是一种“刚柔并济”的复合电解质：拿刚性的骨架材料撑住形状，再让柔性的聚合物和锂盐填满骨架之间的空隙，负责让锂离子通过。有点像一张吸满了胶的网，网撑形状，胶里走离子。 这样的电芯泡进油里，配上压力补偿，就能少背一个厚重的耐压舱。材料、封装和压力补偿凑在一起，才是一套能下海干活的电源。 电池做大了，干脆就成了海底的电站。 2022年10月，科考船“探索二号”在千米级深海布设了一座海底科学实验站，核心是一座海底基站，配了1000度的固态锂电池，差不多是十几辆电动车的电池加在一起。随后，“深海勇士”号载人潜水器在海底把一座原位实验室接到基站上，实验室就从这块巨型充电宝上取电干活。 从结果来看，这些电池确实各方面都很好用，缺点呢，就是贵。 只是大家计算方式不同，买家用车，多花一千块都要掂量半天；深海装备最怕的是出故障。出一趟海要开船、带上一船人和一堆仪器，电池在下面罢工，整趟任务就白干了，只要电池能把活稳稳干完，贵一点也是值得的。 02、固态电池最难的一步 固态电池难造，麻烦恰恰出在“固态”两