美国阿贡国家实验室和伊利诺伊理工学院的研究人员发明了一种固态电池，可用于极大地扩大电动汽车的续航里程，并有望在短途飞机和重型卡车上使用电池。但目前它只是一个实验室规模的电池，大约有一角硬币大小。相关研究结果发表在《Science》杂志上。
在固态电池中，电解液是固态的，通常是陶瓷材料。由于各种设计原因，整体电池每单位质量可以比目前的锂离子电池储存更多的电量。
汽车制造商和电池制造商正在努力开发固态电池。由于更高的能量密度，他们看到了更长的续航里程的潜力，而且电池比目前的锂离子系统更安全，因为它们不那么易燃。
阿贡国家实验室和伊利诺伊理工学院的设计是锂空气电池的一种版本，这种电池已经存在了大约10年，但尚未在商业上取得突破。
在这种特殊的电池中，阳极是由固态锂制成的。“空气”部分来自外部空气，通过阴极上的小孔流入。空气中的氧气与穿过固体电解质的锂离子发生反应。电解液由陶瓷和聚合物材料组合而成，这种固体仍然允许离子通过。
要了解这种电池的不同之处，就需要了解在以前的锂-空气电池中，每个氧分子都会与一到两个电子反应。
在这种新型电池中，每个氧分子最多与四个电子反应。
那么为什么这个电池中的氧分子会和更多的电子反应呢？这很复杂，研究人员仍在回答这个问题的过程中。但最有可能的答案是，物质的结合导致了一个环境，诱使氧进行四电子反应。
这项技术在现实世界中的应用是巨大的，电池充一次电就可以为电动汽车提供1000英里的动力。即使与固态电池的其他设计相比，这也是很多的，而且是目前大多数电动汽车的三到四倍。
研究人员在谈到这种电池的特别之处时说：“关键在于化学成分和能量密度。”对研究团队来说，这项研究最令人兴奋的方面之一是开发用于海上运输和航空的电池的潜力。这些运输方式需要如此多的能量，以至于电池组因为需要巨大的尺寸和重量而不切实际。
当着眼于汽车的潜力时，电池可以用于超长里程的电动汽车。或者更好的用途是帮助制造比现在更小的电池组，但仍然有足够的续航里程的电动汽车。这将减少汽车的重量和成本。
但这只是早期研究，如果能上市的话，可能还需要10年左右的时间。最初的挑战之一是将实验室规模的电池转化为大约100倍大的原型。
