По итогам третьего квартала 2023 года разработчик твердотельных аккумуляторов QuantumScape сообщил общественности о своем прогрессе за последние три месяца, который включает в себя ряд обнадеживающих результатов. Помимо возможности взглянуть на макеты своего производственного дизайна ячейки QSE-5, прототип QuantumScape показал результаты лучше, чем ожидалось, особенно в сотрудничестве с одним производителем автомобилей. Станут ли электромобили на твердотельных аккумуляторах ближе, чем мы предполагали? QuantumScape говорит, что, возможно, но им еще предстоит проделать немалую работу.
Если вы еще не слышали о QuantumScape ($QS), вам, вероятно, стоит начать изучать (не волнуйтесь, у нас есть много предыдущих материалов для вас).
Хотя на рынке существует множество конкурентов, стремящихся к будущему, основанному на более безопасных и эффективных твердотельных ячейках, QuantumScape добился собственного крупного прорыва в 2020 году, использовав запатентованный керамический сепаратор. Эта технология привела к тестированию однослойных прототипов ячеек, затем 10-слойных ячеек, а затем 16-слойных прототипов.
К второму кварталу 2022 года твердотельные ячейки QuantumScape были расширены до 24 слоев, что подготовило почву для интенсивных внутренних испытаний и начала трехэтапного пути (прототипы ячеек A, B и C) перед входом в автомобильную квалификацию и (надеемся) коммерциализацию.
В декабре 2022 года QuantumScape начал поставлять первые 24-слойные прототипы ячеек A0 автомобильным партнерам для самостоятельного тестирования, а к первому кварталу 2023 года тестирование было завершено по крайней мере одним неназванным производителем электромобилей.
В то же время QuantumScape сообщил, что его первый коммерческий твердотельный продукт будет представлять собой ячейку емкостью около 5 Ач под названием QSE-5 (изображена выше), поставки которой партнерам-производителям также начались во втором квартале 2023 года. Теперь QuantumScape опубликовал свой отчет за третий квартал 2023 года, и тестирование прототипов A0 дало результаты лучше, чем ожидалось.
QuantumScape наращивает обороты в 3 квартале, представляет формат FlexFrame
Как уже упоминалось, первым запланированным коммерческим продуктом QuantumScape станет твердотельная ячейка под названием QSE-5, основанная на вышеупомянутых прототипах ячеек A0. QS заявляет, что ячейка имеет уникальный формат, называемый FlexFrame, который сочетает в себе традиционные конструкции ячеек в мешочке и призматических ячеек, чтобы противостоять «одноосному расширению литиевого металла при его наращивании и снятии во время зарядки и разрядки».
Разработчик аккумуляторов сообщил, что основной целью на 2023 год является улучшение упаковки своих ячеек QSE-5 по сравнению с прототипами A0, поскольку первые будут содержать катоды с более высокой загрузкой, чем предыдущие, обеспечивая более высокие плотности тока при более жестких допусках, что создает большую нагрузку на ячейку.
Для сравнения, QuantumScape заявляет, что ячейки QSE-5 рассчитаны на емкость около 5 ампер-часов (Ач), в то время как конструкции аккумуляторов 2170, используемые некоторыми ведущими производителями электромобилей, предлагают среднюю емкость около 4,5–5 Ач. В этом случае QuantumScape находится на грани паритета производительности, если не превосходит его, используя меньшие, более легкие и более безопасные ячейки.
Возвращаясь к прототипам A0, которые в конечном итоге позволят производить ячейки QSE-5, QuantumScape предоставил больше поводов для оптимизма в своем отчете за третий квартал 2023 года. Компания заявляет, что, хотя ее коммерческая цель для твердотельных ячеек остается на уровне 80% сохранения энергии после 800 циклов зарядки, один из потенциальных автомобильных клиентов продемонстрировал гораздо лучшие результаты при тестировании ячеек A0.
Эти лаборатории завершили более 1000 полных циклов и достигли более 95% сохранения энергии при разрядке в условиях зарядки C/3 и разрядки C/2 при стандартных условиях температуры и давления QuantumScape, а также 100% глубины разряда. В отчете за третий квартал QuantumScape похвалил себя за этот обнадеживающий результат, но пока не покупает яхты — еще есть много возможностей для улучшений. Как сообщает компания:
Мы подчеркиваем, что это ячейка с наилучшей производительностью, и нам предстоит проделать работу над такими аспектами, как надежность. Тем не менее, это исключительный результат. Мы не знаем ни одной литий-металлической батареи автомобильного формата, которая демонстрировала бы такое высокое сохранение энергии при разрядке в течение сравнимого количества циклов при комнатной температуре и умеренном давлении, независимо от C-ставки. Мы считаем, что ни один конкурирующий электролит — твердый или жидкий — не продемонстрировал достаточной стабильности с литиевым металлом для достижения этого, и что этот результат устанавливает новый высокий стандарт производительности литий-металлических батарей.
Заглядывая вперед, QuantumScape заявляет, что его работа после третьего квартала 2023 года будет по-прежнему сосредоточена на разработке QSE-5, которая может добиться большого успеха в нескольких приложениях, обслуживая все транспортные средства, от легковых электромобилей до коммерческих грузовиков, мотоциклов и даже потребительской электроники. В отношении электроники отчет QuantumScape за третий квартал гласит, что однослойные твердотельные ячейки компании теперь достигли от 1500 до 2000 циклов с сохранением энергии при разрядке около 80% при нулевом внешнем давлении. Для сравнения, QS заявляет, что 500–1000 циклов зарядки-разрядки представляют собой ключевой порог жизненного цикла для большинства приложений потребительской электроники.
В производственном плане QuantumScape завершил установку оборудования для своего процесса термообработки сепаратора «Raptor» (в 3 раза быстрее предыдущих процессов) и остается на пути к внедрению процесса к концу года. Компания также продолжает добиваться прогресса во внедрении своего процесса «Cobra» для поддержки будущего производства прототипов QSE-5 B0.
Финансовые показатели также выглядят хорошо. В отчете за третий квартал были подробно описаны ликвидность в размере 1,1 миллиарда долларов, поскольку QuantumScape привлекла 300 миллионов долларов валовых поступлений за последние три месяца. Текущий прогноз компании обеспечивает достаточный запас хода для продолжения разработки твердотельных ячеек до 2026 года. По словам QuantumScape:
Наш фокус на 2023 год прост: перейти от прототипа к продукту. Наши ключевые вехи направлены на продвижение разработки продукта для достижения достаточного уровня технической и производственной зрелости, чтобы обеспечить первоначальное производство QSE-5. Поскольку до конца года осталось всего несколько месяцев, мы поддерживаем агрессивные краткосрочные графики и остаемся сосредоточенными на выводе потенциально прорывного первого продукта на рынок в ближайшем будущем.
Но стратегически наша миссия больше, чем просто серия краткосрочных целей. Мы работаем над созданием электромобильных аккумуляторов следующего поколения более десяти лет, и с такой сложной и важной миссией долгосрочное мышление является незаменимым. Более того, рыночная возможность для нашей технологической платформы огромна и потенциально исчисляется сотнями миллиардов долларов ежегодно в течение десятилетий.
Лучший комментарий от CyanSushi
Понравилось 3 людям
Приятно видеть прогресс. С точки зрения инвестиций, имейте в виду, что десятки компаний работают над такими типами аккумуляторов, как публичные, так и частные. Я не вижу ситуации «победитель получает все», а скорее ожесточенную конкуренцию с низкой прибылью.
Посмотреть все комментарии