2 月 9 日消息,成立十五年后,總部位于美國加州的 QuantumScape 公司認為,自己已成功攻克固態(tài)電池技術難題。該公司研發(fā)的無負極鋰金屬電池,大小和外形近似一副銀色撲克牌,有望從根本上解決當前鋰離子電池的幾乎所有缺陷,意味著更高的能量密度、更快的充電速度、更強的動力輸出、更安全的運行狀態(tài),理論上還能打造出性能大幅提升的電動汽車。而眼下,公司面臨的下一個重大挑戰(zhàn)是:證明其電池能夠實現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)。
注意到,上周三,QuantumScape 在圣何塞總部正式啟動電池試產(chǎn),向技術商業(yè)化邁出關鍵一步。在這場名為“鷹線(Eagle Line)”投產(chǎn)的發(fā)布活動上,公司首席執(zhí)行官希瓦?西瓦拉姆登臺表示:“這是我們的基蒂霍克時刻(萊特兄弟首次試飛),也是我們阿波羅計劃的發(fā)射時刻。”
如今,QuantumScape 的電池已通過自動化生產(chǎn)線實現(xiàn)量產(chǎn)(公司未透露具體產(chǎn)能),其技術也從實驗室里頗具前景的研究成果,逐步邁向真正可落地的產(chǎn)品。多年來,全球大大小小的企業(yè)均投入巨額資源研發(fā)固態(tài)電池,卻無一實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。
目前,半固態(tài)電池車型已在中國上市,這類電池用穩(wěn)定性更強的凝膠替代傳統(tǒng)電池的液態(tài)電解質;美國的 Factorial Energy 等初創(chuàng)企業(yè)也有望推出相關車型。但截至目前,沒有任何一家公司將真正意義上的固態(tài)電池搭載到消費者可購買的量產(chǎn)車型中,這類電池能帶來更卓越的性能與安全優(yōu)勢。
QuantumScape 首席技術官兼聯(lián)合創(chuàng)始人蒂姆?霍姆在接受 InsideEVs 采訪時坦言,要實現(xiàn)這一目標,公司仍有大量工作要做。但企業(yè)規(guī)劃顯示,其電池有望在本十年末率先應用于小批量、高性能車型,最終還將覆蓋家用機器人、固定式儲能系統(tǒng)等領域。
“電池正在各地投入使用,”他表示,“我們的長期愿景是,讓 QuantumScape 在眾多大型市場中具備核心競爭力。”
在“鷹線”生產(chǎn)線上,鎳基正極與陶瓷隔膜經(jīng)層壓工藝制成薄如紙片的“單體電池”,再經(jīng)堆疊、封裝,形成 5 安時電池,這也是 QuantumScape 首款計劃商業(yè)化的產(chǎn)品。整套生產(chǎn)流程在潔凈室玻璃后方、冰箱大小的矩形自動化設備中完成,設備持續(xù)發(fā)出低沉的運轉嗡鳴。
霍姆介紹,短期內公司會密切監(jiān)控生產(chǎn)線的產(chǎn)能、良品率、運行時長及產(chǎn)出電池的質量。這條試產(chǎn)線的核心目標并非最終實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),而是向客戶證明技術具備可量產(chǎn)性。
這是因為 QuantumScape 計劃走技術授權模式,而非自主生產(chǎn)制造。公司高管表示,其目標并非成為固態(tài)電池大規(guī)模制造商,而是將技術專利授權給車企及其他企業(yè),由合作方自主量產(chǎn)。
更重要的是,這條原型工廠生產(chǎn)線能為 QuantumScape 及其潛在客戶提供更多電池樣本,用于測試、研發(fā)與技術驗證。
“能逐步實現(xiàn)更高批量的電池生產(chǎn),其重要性難以言表,”公司首席商務拓展與營銷官阿西姆?侯賽因表示,“這條產(chǎn)線的核心目的之一,是打造可復制的制造工藝,同時通過提供更多技術樣本深化客戶合作關系。對于一家技術授權企業(yè)而言,這一點至關重要。”
大眾汽車是 QuantumScape 的重要投資方,去年兩家公司在德國慕尼黑 IAA 車展上聯(lián)合展示了一款搭載其電池的杜卡迪摩托車演示車。公司透露,目前還在與其他未公開名稱的大型車企合作。
霍姆表示,公司已制定“鷹線”性能提升目標,并計劃對工廠進行升級改造,但即便只是實現(xiàn)自動化生產(chǎn),也已是重大里程碑。
“大家應該還記得特斯拉的‘制造地獄’,”他提及 2018 年特斯拉 Model 3 量產(chǎn)爬坡時的著名困境 —— 當時車企過早引入過度自動化,最終不得不拆除機器人,轉而增加人工操作,“如果自動化推進過早,機器人的靈活性無法匹配實際生產(chǎn)需求,就會導致大量返工,耗費大量時間。我們如今敢于推進自動化,說明生產(chǎn)工藝已足夠成熟,這是技術落地的重要標志。”
放眼長遠,QuantumScape 計劃與合作伙伴同步擴大產(chǎn)能,并制定了詳細的電池性能升級路線圖。霍姆認為,過去幾十年鋰離子電池實現(xiàn)了跨越式進步,固態(tài)電池技術也將遵循類似發(fā)展規(guī)律。他指出,1991 年索尼首次推出應用于攝像機的消費級鋰離子電池,性能僅為當前產(chǎn)品的三分之一。
“我們認為,固態(tài)電池也將迎來技術進步的 S 型曲線,”他說,“部分改進會像鋰離子電池一樣循序漸進,另一部分則會通過新材料、新結構實現(xiàn)革命性突破。”
這也引發(fā)一個核心問題:既然當前鋰離子電池性能優(yōu)異、成本創(chuàng)下歷史新低,固態(tài)電池的市場價值何在?
“這意味著我們身處競爭激烈的市場,必須通過性能優(yōu)勢實現(xiàn)差異化,”霍姆回應道。
公司并非要打造成本最低的電池,但侯賽因補充稱,其產(chǎn)品在對應性能層面具備價格競爭力。QuantumScape 電池采用與行業(yè)主流一致的正極材料(目前為高鎳體系,未來也可兼容成本更低的磷酸鐵鋰),能夠依托整個行業(yè)在成本與規(guī)模上的進步實現(xiàn)降本。
QuantumScape 電池將率先應用于哪類市場?霍姆明確表示,杜卡迪合作項目并不意味著會首選摩托車領域,技術初期更可能應用于“專業(yè)化、小批量、超高性能車型”。
“就像特斯拉先推出高端、高定價的 Roadster,再推出 Model S,隨后是 Model 3,我認為新型電池技術也會遵循類似路徑,”他說。
霍姆透露,公司同樣瞄準大眾消費級汽車市場,但他認為固態(tài)電池不會完全壟斷市場,預計鋰離子電池與固態(tài)電池將長期共存,分別適配不同需求的應用場景。
“不會出現(xiàn)一種電池通吃所有市場的情況,”他解釋,“比如固定式儲能領域,更關注成本與壽命,對體積和重量要求不高;而移動應用場景,則對體積和重量有極高要求。”
盡管過往諸多固態(tài)電池研發(fā)承諾未能兌現(xiàn),但近期行業(yè)競爭明顯升溫。被問及是否在意成為首個實現(xiàn)固態(tài)電池量產(chǎn)上市的企業(yè),霍姆給出了這樣的回答:“我并不這么看待這件事。就像誰造出了第一部智能手機?不是蘋果。誰打造了第一個社交網(wǎng)絡?也不是 Facebook,”他表示,贏得電池市場的關鍵是年復一年地超越競爭對手,而非一次性搶占先機,“我們追求快速推進有諸多原因,這有利于公司市值,也能讓全球用上更優(yōu)質的電池。但我認為,‘競賽’并非合適的定位。”











