Енергія
QuantumScape (QS): лідерство в гонці твердотільних акумуляторів
Securities.io дотримується суворих редакційних стандартів і може отримувати винагороду за перевірені посилання. Ми не є зареєстрованим інвестиційним консультантом, і це не є інвестиційною порадою. Будь ласка, перегляньте наші розкриття партнерів.
Чому твердотільні акумулятори – це наступний великий стрибок
З електрифікацією всіх видів транспорту, починаючи з автомобілів, а незабаром вона охопить і вантажівки, кораблі та, можливо, навіть літаки, акумуляторні накопичувачі стали... ключ технологія десятиліття.
Це особливо стосується транспорту, який вимагає високої щільності енергії, але також може бути вирішальним для збалансування нестабільності відновлюваних джерел енергії, таких як вітер та сонце.
У галузі домінувала літій-іонна технологія, як найкращий компроміс між вартістю, щільністю енергії та доступністю ресурсів.
Однак, літій-іонна технологія має кілька ключових проблем, які можуть обмежувати її впровадження:
- Він має тенденцію утворювати металеві дендрити, які можуть спричинити катастрофічні поломки та займання акумулятора.
- Він погано працює за мінусових температур, що робить його непридатним для холодного клімату та стаціонарного зберігання в холодних регіонах.
- Його щільність енергії висока, але все ж не ідеальна для поїздок на великі відстані або важких вантажівок, таких як вантажівки та автобуси.
- Більшість акумуляторів втрачають заряд і розряджаються швидше, ніж решта електромобілів, що викликає занепокоєння у покупців щодо вартості перепродажу та ризику необхідності придбання дорогого нового акумуляторного блоку.
З усіх цих причин вчені та виробники акумуляторів намагаються створити кращу конструкцію акумуляторів.
І що ще важливіше, літій-іонний акумулятор наразі є досить зрілою конструкцією, а нові моделі рідко демонструють покращення щільності енергії з 2020 року.
джерело: QuantumScape
Ключова ідея, яка називається твердотільною батареєю, полягає в заміні рідкого електроліту між анодом і катодом твердим електролітом. Це не тільки робить батарею потенційно щільнішою (оскільки рідкий електроліт та його вміст додають ваги), але й безпечнішою, оскільки звичайні рідкі електроліти є основним джерелом пожежної небезпеки в літієвих батареях.
Хоча теоретично це легко, практика створення прототипу твердотільного акумулятора є складнішою. Раніше ми розглядали кілька прикладів експериментальних конструкцій, зокрема ті, що взагалі без анодаабо використання штучного інтелекту для цього.
Але доведення цих експериментальних розробок до стадії масового виробництва, зі стабільним рівнем якості та за розумними витратами, є ще одним викликом.
Одна компанія на Заході, схоже, нарешті досягає рівня масового виробництва твердотільних акумуляторів: QuantumScape.
(QS )
Огляд QuantumScape
З моменту свого заснування у 2010 році каліфорнійська компанія QuantumScape була відомим стартапом у сфері твердотільних акумуляторів, що примітно своєю ранньою появою в цій галузі та незалежністю від великих виробників акумуляторів, які також прагнуть розробки твердотільних технологій, таких як CATL (300750.СЗ), Samsung або LG Energy Solution (373220.KS).
Відтоді компанія у 2018 році створила спільне підприємство з відділом акумуляторів Volkswagen PowerCo.
Це започаткувало повільний процес розробки методу масового виробництва та проведення масштабних випробувань для перевірки конструкційних характеристик у реальному електромобілі.
джерело: QuantumScape
У вересні 2025, компанія нарешті продемонструвала свою батарею у справжньому комерційному автомобілі, повністю електричний гоночний мотоцикл Ducati V21L.
Модифікований електричний мотоцикл Ducati, що працює на твердотільній технології QS, містить першу у своєму роді акумуляторну систему, розроблену фахівцями Audi, що належить VW Group, спеціально для твердотільних акумуляторних елементів QS, і підкреслює потенційні можливості цієї технології на гоночній трасі.
Ducati входить до групи Volkswagen разом із такими брендами, як Audi, Bentley, CUPRA, Lamborghini, Porsche, SEAT та Škoda (більше про це можна дізнатися). Volkswagen та його стратегія розвитку електромобілів для покращення ситуації з німецьким автовиробником у нашому спеціальному звіті про групу).
Акцент на електричному мотоциклі виправданий можливістю, яку він пропонує для «демонстрації з низьким обсягом роботи, але високою видимістю». Оскільки трекові мотоцикли потребують як надзвичайно високої потужності, так і високої щільності енергії, вони також демонструють технічну ємність акумуляторного блоку.
Партнерство Volkswagen
Як незалежний стартап, а не гігантський автовиробник чи відомі виробники акумуляторів, як-от його китайські, японські чи корейські аналоги, ризик QuantumScape для інвесторів завжди був вищим.
Технологія, можливо, і чудова, але досвід і фінансові можливості для її масового виробництва завжди були під питанням.
Ситуація змінюється завдяки повторюваним раундам фінансування та угодам, підписаним з Volkswagen, другою за величиною автомобільною виробником у світі, яка є такою важливою для акціонерів QuantumScape.
джерело: QuantumScape
Німецька автомобільна компанія інтегрує твердотільні акумулятори у свою масштабовану системну платформу (SSP), призначену для формування спільної платформи електромобілів для всіх моделей усіх брендів компанії.
під угода 2024 року, PowerCo може виробляти до 40 гігават-годин акумуляторів для електромобілів на рік з можливістю розширення до 80 ГВт-год на рік.
Відносини з PowerCo стають тіснішими у 2025 році, С твердотільні акумулятори, що використовуються в мотоциклах Ducati, а також оскільки PowerCo надаватиме до 131 мільйона доларів нових платежів протягом наступних двох років після досягнення спільною командою з розширення певних етапів.
«Ця розширена угода є чітким сигналом зростаючої стратегічної, технічної та фінансової співпраці між двома компаніями».
Це відображає нашу спільну впевненість у QSE-5 як платформі, яка змінює правила гри в акумуляторній галузі».
Доктор Сіва Сіварам – генеральний директор і президент QunatumScape.
У 2025 році Volkswagen погодився виділити до 131 мільйона доларів нових платежів протягом наступних двох років після досягнення спільною командою з розширення певних етапів.
Інші товариства
Угоди з Volkswagen — не єдині важливі для компанії, оскільки вона також має нерозкриті угоди про спільну розробку з великим світовим виробником оригінального обладнання для автомобільної галузі (OEM), а також угоди з провідним виробником автомобільної техніки за доходами, виробниками автомобілів класу люкс та преміум-класу, а також щодо стаціонарного зберігання даних та побутової електроніки.
QuantumScape також розширює партнерські відносини для покращення масового виробництва свого керамічного сепаратора: 30 вересня було оголошено угода з Corning (GLW ) спільно розвивати виробничі потужності керамічних сепараторів, та з Murata Manufacturing, з подальшим прогресом у співпраці, з експертами світового класу у виробництві кераміки обох компаній.
«Можливості Corning світового класу у виробництві кераміки роблять її ідеальним доповненням до екосистеми технологій QS».
Разом з нашими партнерами по екосистемі ми створюємо основу для масштабованого виробництва наших високопродуктивних твердотільних акумуляторів та продовжуємо реалізацію нашої місії щодо революціонізування накопичення енергії».
Доктор Сіва Сіварам - Генеральний директор та президент QuantumScape
Технологія QuantumScape
Проведіть пальцем, щоб прокрутити →
| Тип батареї | Щільність енергії (Вт·год/л) | Щільність енергії (Вт·год/кг) | Швидкість зарядки | Теплова безпека |
|---|---|---|---|---|
| QuantumScape QSE-5 | 844 | 301 | 10–80% за 15 хв | Негорючий сепаратор |
| Tesla 4680 (літій-іонний) | 643 | 241 | 25–30 хв | Потрібне управління температурою |
| Лезо BYD LFP | 350-400 | 160 | 30–40 хв | Висока термостійкість |
Чому важлива безанодна конструкція QuantumScape
Одна унікальна особливість акумулятора QuantumScape, який на момент презентації вважався революційним, полягає в тому, що він використовує безанодну конструкцію.
Відтоді інші експериментальні проекти далі досліджували цю концепцію, але це все ще досить рідкісний і дуже просунутий тип твердотільного акумулятора.
джерело: QuantumScape
Безанодна конструкція значно підвищує довговічність акумулятора, усуваючи втрату ємності на анодному інтерфейсі. Вона також додатково збільшує щільність акумулятора, зменшуючи простір та об'єм, які зазвичай використовуються анодом у звичайному акумуляторі.
Відсутність анода також означає відсутність потреби в матеріалі для його виготовлення та пов'язаних з ним виробничих витрат.
Це дає компанії суттєву перевагу у вартості не лише порівняно з традиційними літій-іонними конструкціями, але й з іншими майбутніми виробниками твердотільних акумуляторів (наприклад, Toyota (TM ), дивіться наш звіт про цього іншого автовиробника).
джерело: QuantumScape
Як і всі твердотільні акумулятори, конструкція QuantumScape значно перевершує літій-іонні акумулятори майже за всіма показниками:
- Він може зарядитися всього за 15 хвилин (10-80% при 45 ºC).
- Сепаратор, що замінює рідкий електроліт, є негорючим та негорючим.
- Щільність енергії його акумуляторних елементів становить 844 Вт·год/л та 301 Вт·год/кг.
Тож, хоча може бути багато причин, щоб все ще високо цінувати Tesla (див. наш звіт для отримання додаткової інформації)), якість акумуляторів компанії може скоро перестати бути однією з них.
Слід також зазначити, що ці характеристики, ймовірно, будуть ще більше покращені, як тільки QuantumScape почне виробляти більші формати елементів, з ймовірно досяжною щільністю енергії >1.000 Вт·год/л.
джерело: QuantumScape
Ці результати були досягнуті важкою працею завдяки ранньому переходу компанії на ринок безанодних твердотільних акумуляторів.
На сьогоднішній день, здається, що це здебільшого лише Архітектура стільникової батареї CATL, яка, ймовірно, досягне аналогічного зменшення утворення дендритів, а може, й ION безанодні твердотільні батареї.
«Нам знадобилося понад 10 років, понад два мільйони тестів і понад 300 мільйонів доларів, щоб досягти рівня продуктивності, який ми продемонстрували, тому ми вважаємо, що це дуже складна проблема, яку буде важко вирішити конкурентам».
Відповідність уподобанням клієнта
Вища продуктивність акумулятора QuantumScape відповідає загальним вимогам для повної заміни автомобілів з двигунами внутрішнього згоряння (ДВЗ) на електромобілі:
- Максимальна дальність польоту понад 375 миль / 600 кілометрів.
- Швидка зарядка максимум за 15 хвилин, причому ця цифра широко прийнята лише за умови, що повного заряду достатньо для заряду.
- Термін служби акумулятора становить щонайменше 12 років / 150 000 миль (240 000 кілометрів).
- Така ж вартість, як і для автомобілів з двигунами внутрішнього згоряння.
- Добре функціонує за будь-якої погоди, як у спеку, так і в екстремальний холод.
- Відсутність пожежної небезпеки.
Сепаратор Cobra: масштабування виробництва QuantumScape
Акумулятори QuantumScape будуть переважно вироблятися на високоавтоматизованому заводі в Сан-Хосе, Каліфорнія. Для нової конструкції елементів «Cobra» буде використано новий тип термічної обробки.
Ця у 25 разів ефективніша термічна обробка значно зменшує фізичний простір, який займає виробництво акумуляторів, що робить її ключовим фактором у розгортанні масового виробництва. Вона також менш енергоємна, що дещо знижує витрати та покращує екологічність процесу.
Очікується, що пізніші ітерації Cobra ще більше покращать цей елемент виробничого процесу в майбутньому. Процес сепарації Cobra вийшов на базовий рівень виробництва в червні 2025 року і має значно збільшити обсяги пропускної здатності.
Майбутні віхи розвитку QuantumScape (QS)
Проведіть пальцем, щоб прокрутити →
| рік | Віха | Що це сигналізує |
|---|---|---|
| 2024 | Ліцензійна угода PowerCo на потужність до 40 ГВт·год з можливістю розширення до 80 ГВт·год на основі елементів на базі QSE-5. | Перевіряє технології та створює чіткий шлях до виробництва в гігават-годинних масштабах разом з Volkswagen. |
| 2025 | Розширена співпраця з PowerCo, до 131 мільйона доларів США етапних платежів та 5 ГВт·год додаткових потужностей поза межами VW. | Зміцнює грошову смугу QS та відкриває двері для клієнтів за межами Volkswagen Group. |
| 2025 | Гоночний мотоцикл Ducati V21L MotoE дебютує з елементами QuantumScape QSE-5 на IAA Mobility. | Перша реальна демонстрація безанодних твердотільних елементів у транспортному засобі, що доводить продуктивність, що виходить за межі лабораторії. |
| 2025-2026 | Процес сепарації Cobra входить у базове виробництво; польові випробування Ducati заплановані на 2026 рік. | Знаменує перехід від пілотного виробництва до створення більших прототипів та трекових випробувань. |
| 2027–2028 + | Можливі терміни розгортання перших комерційних електромобілів з використанням елементів QSE-5, за умови успішного масштабування. | Ключовий момент перегину, коли QuantumScape може перейти від технологічної історії, що ще не приносила прибутку, до змістовного постачальника акумуляторів. |
Хоча публічно про це й повідомили, мотоцикл Ducati пройде польові випробування лише у 2026 році, після того, як у 2025 році буде встановлено обладнання для збільшення обсягів виробництва.
Загалом, 2026 рік обіцяє стати перехідним для QuantumScape, коли компанія перейде від партнерств, угод та надання зразків своїх акумуляторних елементів QSE-5 до початку масового виробництва та серйозних комерційних поставок.
Однак, перш ніж більшість мотоциклів Volkswagen, а потім і автомобілів, працюватимуть на QuantumScape / PowerCo, знадобиться ще кілька років.
Це тому, що, за словами Ілона Маска, коли Tesla у 2017 році відчувала труднощі з нарощуванням виробництва понад невеликі обсяги партій, «масове виробництво – це пекло».
Висновок
QuantumScape – це компанія, яка стала дуже популярною серед інвесторів у 2021 році, перш ніж зазнала різкого падіння цін на акції до липня 2025 року, коли в розмовах навколо неї домінував скептицизм щодо здатності компанії коли-небудь досягти масового виробництва.
Відтоді він значно відновився з найнижчої точки, але все ще далекий від рівнів 2021 року. Як показує поглиблення партнерства з Volkswagen, сьогоднішній QuantumScape має радикально інший профіль ризику, ніж у минулому.
Зараз компанія вступає у фазу розширення своїх виробничих потужностей, нарешті бачачи, як її акумулятори входять у комерційний продукт з мотоциклом Ducati, і готується до розширення виробництва електромобілів другого за величиною автовиробника у світі.
Паралельно, вона також стає ключовим партнером для компаній-виробників оригінального обладнання (OEM), які шукають альтернативного постачальника акумуляторів не з Азії.
Тож довге очікування, коли QuantumScape вийде за межі фази стартапу, ймовірно, незабаром закінчиться. Нещодавнє зростання цін на акції, схоже, показує, що ринок також погоджується, а зміна іміджу компанії все ще триває.
Останні новини та події щодо акцій QuantumScape (QS)
