我们目前最常见的汽车电池主要是磷酸铁锂和锂离子电池，而这其中锂离子电池使用规模最大，但锂离子电池的安全性也最不稳定的，在挤压、高温、穿刺等状况下极易发生起火、爆燃等状况。我们《牛车实验室》也对磷酸铁锂“刀片电池”和锂离子电池做了相关的实验，有兴趣的童鞋可以点击【传送门】查看。
锂离子电池的主要构成是正极（锰酸锂或钴酸锂）、隔膜（聚合物电解质膜）、负极（活性石墨）、有机电解液、电池外壳（钢制、铝制、镍铬铁壳、铝塑膜）等等，其中正负极材料决定了电池的容量，电解液和隔膜则用作传输锂离子的介质。锂离子电池危险的地方在于，当内部结构被破坏后，会导致正负极材料分子接触而短路，导致瞬间产生高温、起火、爆燃等危险，也就是我们俗称的“热失控”。
而固态电池与锂离子电池的不同则是，固态电池将锂离子电池中异常敏感的电极材料和电解质全部更换为固体材料，比如锂、钠等，这也就让电池中最为活跃的部分相对稳定了下来。如此来看，相较于普通锂离子电池，固态电池从物理特性部分开始就已经形成相对稳定的结构，这也是固态电池前景很好的原因之一。
同时呢，全球各企业对于固态电池中的电解质思路略有不同，其中欧洲固态电池主要是聚合物体系，美国则大多为固液混合，而亚洲地区的中、日、韩则是以氧化物为主。
#美国QuantumScape突破瓶颈？
咱们接着说回美国QuantumScape的固态电池，它与我们熟知固态电池也不太相同，而采用了一个全新的研发理念。想要明白美国QuantumScape固态电池的结构，我们就又得说回常规的固态电池。
其实，常规固态电池与锂离子电池的结构基本相同，就拿我们常见的汽车电瓶举例，两端是电池的正负极，而中间则是电解质也就是我们俗称的“电瓶液”“电瓶水”。锂离子就像是运动员，在电解液中来回运动，从正极到负极来回折返，这个运动的过程，电池的充放电过程就完成了。（如下图红色区域即为电解液区域）
常规固态电池的结构和原理与锂离子基本相同，只不过是将电解质更换为固态，密度更高且结构更加稳定，可以让更多的锂离子聚集在一端，这样就能够输出更大的电流。同时，在同样的体积下，容量更多，且由于没有液体存在，封存更加容易，物质更加稳定，也就不会出现锂离子电池易发生的“热失控”。安装在车辆时，也不需要额外增加冷却装置等，节省了成本，减轻了整体重量。
那么，咱们接着说回美国QuantumScape固态电池的创新性。
美国QuantumScape固态电池的主要思路是“无阳极”和固态分离器，整个电池结构为同样大小的“卡片”，与常规固态电池结构不同的有两层，包括阴极和固态陶瓷隔板（固态分离器），无阳极。主要是因为专利的固态陶瓷隔板，能够消除碳或碳/硅阳极，从而实现“无阳极”结构。
要知道，如果电池中没有阳极和阴极互相作用，也就无法产生电流。美国QuantumScape的解决思路是，在充电过程中锂离子从阴极移出，扩散通过固态分离器，在阳极电流片上形成纯金属锂阳极，当固态电池放电时，锂离子再次进入阴极。也就是说，美国QuantumScape的固态电池是在充电过程中形成阳极，而不是常规电池在生产时形成的。