年度電池“妖股”:QuantumScape的“固態電池”能顛覆特斯拉嗎?
2021年01月02日10:52

  文章來源:華爾街見聞

  2020年電動汽車大牛市中,QuantumScape的年末崛起可謂最瘋狂的情節之一,或將席捲一場顛覆性的變局。

  11月通過SPAC殼公司上市後,這家專注固態電池技術的初創企業市值一路崛起,一度達到477億美元,超出福特當前350億美元左右的市值。按照其初始估值33億美元計算,短短1個月,該股已飆漲13倍。

  就在豐田汽車一則“有望成為全球首家量產搭載固態電池汽車廠商”的重磅新聞轟動市場前一天,QuantumScape 公佈了令人振奮的研發進展。

  12月8日公司在官網披露,其最新試驗結果顯示,公司的技術解決了阻礙高能量密度固態電池廣泛採用的許多基本問題,包括充電時間、循環壽命、安全和運行溫度。

  該項成果受到了2019年諾貝爾化學獎得主Stan Whittingham的肯定,同時獲得了大眾汽車、比爾·蓋茨等大佬支持,卻與長期以來的電動車一哥特斯拉背道而馳。

  什麼是固態電池?

  長期以來,固態電池一直被視為一種突破當今電動汽車性能限製的方法。

  華爾街見聞此前文章中曾介紹,動力電池可以算作電動車的“心臟”,而固態電池與傳統鋰離子電池最大的不同在於電解質。

  傳統鋰離子電池主要由正負極材料、電解液和隔膜組成。正負極材料決定了電池的容量,電解液及隔膜作為傳輸鋰離子的介質。

  固態電池則是使用固體電解質,替代了傳統鋰離子電池的電解液和隔膜。固態鋰電池之所以受歡迎,主要是各方面優勢突出:不僅安全性更好、起火風險大幅降低,能量密度也高於採取相同正負極材料的傳統鋰電池。

圖片來源:天風證券
圖片來源:天風證券

  天風證券在今年9月的研報中提到,鋰電池快充帶來的安全隱患,包括熱效應和析晶。相比之下,固態電池安全性能卓越,是鋰電池安全性的關鍵解決方案之一。

  QuantumScape的固態電池好在哪?

  Stan Whittingham表示,製造固態電池最難的部分是需要同時滿足高能量密度(1000 Wh/L)、快速充電、長循環壽命和廣泛溫度範圍的要求。這次的數據顯示,QuantumScape的電池單元滿足所有這些要求,這是以前從未報導過的。他認為:

  如果QuantumScape可以把這項技術投入量產,那麼它就有可能改變整個行業。

  基於單層電池測試的結果顯示,該公司的固態電池只要15分鍾就能充電80%,比傳統電池或其他固態電池路線的速度更快。此外,數據還顯示,該技術適應的溫度範圍也極為廣泛,甚至在零下30攝氏度也能運行。

圖片來源:QuantumScape官網
圖片來源:QuantumScape官網

  而據Cnbeta,1000 Wh/L的能量密度相當於 380~500 Wh/kg。作為對比,曾有研究學者表示,特斯拉Model 3所使用的鬆下“2170”電池的能量密度在260Wh/kg。

  此外QuantumScape的設計不同之處在於,其固態電池有兩層,包括陰極和固態陶瓷隔板,沒有製造陽極。當電池充電時,鋰離子離開陰極,穿過陶瓷隔板,在陽極集成板上形成一層薄金屬層,形成陽極。

  這進一步減小了電池體積,使得QuantumScape的固態電池幾乎與卡片同等大小,同時可能以更低成本提供更多電力。這一點很關鍵,因為電動汽車長期以來一直受到電池成本相對較高的限製,價格也因此比內燃機汽車更貴。

  顛覆特斯拉?

  特斯拉CEO馬斯克一直以來並不看好固態電池。9月份的特斯拉“電池日”上,固態電池並沒有出現在被討論的眾多產品中。馬斯克在第三季度業績發佈會上告訴分析師,就節省電池空間而言,移除傳統陽極“並不像聽起來那麼好”。

  不過如果固態電池新技術真的被廣泛應用直至成為主流,相比其他電動車廠商,這對特斯拉而言可能更意味著一場大變革。

  目前各大廠商正在使用的鋰電池中,元器件的狀態基本已經成型:要麼疊加式要麼滾筒式。

  滾筒式是特斯拉的選擇,相比之下,其他大多數電動汽車更傾向於使用疊加式電池。而由於固態電池比液態電池更加易碎,它們做成疊加式要比滾動式容易得多。

  如今,豐田可能擁有最先進的固態電池,它計劃在2020年東京奧運會上使用固態電池作為原型車的動力,並計劃在2025年前實現量產。但分析師表示,這項技術最早可能要到20年代末才能在成本上與當今的電池競爭,如果需要改變策略,特斯拉還有時間。

  分析師表示,QuantumScape在打一場長期遊戲,其商業計劃並未設想到2026年之前任何有意義的收入,也不能保證其解決方案會勝過豐田和其他公司。但一旦QuantumScape取得某種意義上的成功,特斯拉或將受到最大波及。

  值得一提的是,QuantumScape上月披露的測試數據是基於單層單層電池測試的結果,但伯恩斯坦電池行業分析師Mark Newman表示:“隨著生產層數的增加,製造方面的挑戰會呈指數級增長。”

視頻精選
更多新聞