如果哈佛大学的实验性“三明治”固态锂电池设计成真，除了可维持上千次的充放电循环，以及更长的使用寿命，还能让电动汽车在短短10分钟之内充满电。
锂离子电池虽然具有优异的电池容量跟容量密度，奠定手机、笔记本等智能电子产品的基础，让化石燃料车转型为电动汽车、也能用电池储能系统辅助再生能源发展，但他并非完美无缺，哈佛工程与应用科学学院副教授Xin Li表示，这些电池的稳定性一直很差。
锂离子电池由石墨阳极（负极）与锂金属阴极（正极）组成，通过中间的液态有机电解质来传递锂离子，不过随着冲放电次数增加，电极会形成尖刺树枝状的锂晶枝，最终将长到足以刺穿减缓电流和热量的隔离膜，使电池内部短路，缩短使用寿命。
目前科学家们主要希望能通过“固态电解质”，取代挥发性高、有腐蚀性的液态电解质，好比哈佛大学提出的“BLT三明治电池”设计。
如果用培根番茄三明治来比喻电池设计的话，正负两极就是吐司，叠在正极上方的石墨涂层则是生菜，至于内馅则分为第一与第二电解质，第一电解质有如番茄，把当作培根的第二电解质夹在一起。
（Source：哈佛大学）
之所以要让第一电解质有如番茄夹培根一样、把第二电解质包住，团队表示，这两种电解质的化学性质不太一样，晶枝容易渗透第一电解质、但第一电解质与锂金属的稳定性较高；第二电解质则相反，锂稳定性差、不容易受晶枝影响。
虽然新电池设计无法抑制晶枝生长，但是能够安全且稳定控制晶枝，让晶枝不会突破“培根”层，还可以通过回填（backfilling）晶枝生长产生的空隙，完成自我修复的效果。实验指出，电池在１万次充放电后，仍可维持初始82%效率，这种高电流密度更能让电动汽车在10~20分钟内充满电。
论文作者Luhan Ye表示，这种多层设计可以引导和控制锂状晶体的生长。Li也补充，新设计显示锂固态电池也能与商用锂离子电池竞争，多层设计的灵活和多功能优势，更有机会让锂固态电池套用到现有的电池量产技术。
（首图来源：Unsplash）