迄今为止，还没有便携式储能技术能够将高能量和快速充电与广泛的安全性结合起来。然而，一种解决方案很快就会问世：在Empa，YaroslavRomanyuk和他的团队开发了一种原型固态堆叠电池，它有可能结合所有三个优点。

例如，当今手机或电动汽车中使用的锂离子电池擅长存储大量能量，但充电和放电最多需要数十分钟。这限制了它们在高功率应用中的使用，例如起飞和着陆期间的电动飞行器。此外，由于这些电池中传导离子的物质是液体，其易燃性引发了安全问题。

固态电池使用不易燃的固体电解质。然而，目前商用的此类电池仅有薄膜固态电池。尽管功能强大且安全，但这些电池的能量存储容量较低。这限制了它们在低能耗应用中的使用，例如起搏器等植入式医疗设备或读卡器等小型设备。

光伏专业知识

大约10年来，Empa的科学家们一直致力于开发一种集能源、动力和安全于一体的薄膜电池。正如最近发表在《通讯化学》杂志上的一篇文章所断言，他们的努力已开始取得成果。

该研究的第一作者莫里茨·富彻(MoritzFutscher)解释说：“我们利用光伏实验室在薄膜技术方面的专业知识，采用特殊工艺，利用物理真空沉积在基板上沉积电池材料薄膜。”通过采用这一过程，科学家们能够增加原型的能量存储容量。“要做到这一点，我们必须找到一种方法来提高电池的能量密度，换句话说，减少基板的重量份额，”他说。

他们的解决方案是将两个薄膜电池堆叠在同一基板上。“最困难的部分是连接两个细胞。这就是真空沉积对于建立大约人类头发厚度1/100的稳定连接并将细胞精确地沉积在彼此之上至关重要的地方，”Futscher补充道。

适用于飞机、无人机和卫星

它确实有效——科学家进行的测试表明，只需一分钟即可给原型机充电，而模拟表明，这种电池设计有潜力与当前和未来的锂离子电池的储能能力相媲美。

尽管第一个实验室原型目前仅由两个电池组成，但科学家们设想能够在同一基板上堆叠更多的电池。“我们的模拟表明，最佳数量约为10个细胞，此后基质重量就起边际作用，”Futscher说。

考虑到制造这些电池的初始成本非常高，它们往往被保留用于能源、电力和安全性至关重要但成本不是主要障碍的应用。例如，它们可以用于飞机、无人机或卫星。输