固態電解質（solid electrolyte）

在一般電池內部，兩個電極之間隔著電解質——那是導離子的一層，讓帶電原子在兩極間往返穿梭，卻逼電子繞遠路穿過你的裝置（那條繞道正是有用的電流）。通常電解質是液體或浸潤的凝膠。固態電解質（solid electrolyte）則以一道單一、剛硬的陶瓷牆做同樣的工作：它自由導離子、擋住電子，也阻止任何氣體或液體穿越。

要配得上這個名字，固態電解質必須把三件事都做好。第一，快速傳導它所選定的離子（高離子導電率——它必須是好的離子導體或超離子導體）。第二，拒絕傳導電子（離子遷移數接近 1），否則電池會在自身內部短路。第三，緻密、氣密，且對電極及它所隔開的氣體或液體都化學穩定。經典例子各自專精一種離子：氧化釔穩定氧化鋯搬運氧離子（O2-）、β-氧化鋁搬運鈉離子（Na+）、鋰石榴石（Li7La3Zr2O12）搬運鋰離子（Li+）。

固態電解質使一些液體水窪永遠做不到的元件得以實現：它們能在通紅高溫下運作而不會沸乾（固態氧化物燃料電池、排氣氧感測器）、不會漏液或起火（固態電池的願景），也能被做成薄而氣密的陶瓷薄膜。誠實的弱點在於邊界與接合處：陶瓷內部晶界的電阻，以及固態電解質與固態電極相接介面的電阻，往往主宰了總電阻，而且比塊材本身的導電率更難降低。