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美国QuantumScape固态电池技术,问题不止一点点

来源:每日经济新闻 | 作者:wxf | 分类:新闻 | 时间:2020-12-25 | 浏览:3260
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锂电网讯:在电动车用户群体里,流行一个词叫“电动爹”,意思即冬天一到,温度低,电池里的锂离子活性下降,电池性能衰减得厉害,直接体现就是续航严重打折,快充速度明显下降,空调制暖功能不敢开启…但近日,有一家公司宣称破解了这一难题。12月8日,美国QuantumScape公司公布的最新固态电池技术,宣称这种固态电池能将电动汽车的续航里程提高80%,并能在15分钟内充满80%的电量,并将于2024年投入生产。而它突破的关键是,使用柔性的陶瓷电解质取代液体电解质。即使在零下30摄氏度的极低气温下,电池性能也不会受到影响。

消息公布后,12月8日,QuantumScape股价闻讯暴涨31.08%,收57.90美元,创挂牌以来新高。北京时间今天凌晨,QuantumScape股价再度飙涨,截至收盘涨幅高达38.75%,报131.67美元,市值超过477亿美元。公司股票于今年11月上市,初始估值仅33亿美元。在短短1个多月的时间,该股已飙涨13倍。

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QuantumScape是前斯坦福大学研究人员于2010年在美国圣何塞成立的公司,主要从事固态电池研发工作,拥有众多固态电池技术专利和专利申请。

2014年,大众就持有QuantumScape 5%的股份。2018年,大众向这家公司投资1亿美元,并与QuantumScape成立了合资公司,还派遣人员参与到QuantumScape的开发中。2020年6月,大众宣布将增加对QuantumScape的投资,增资的金额为2亿美元。

根据QuantumScape官网的信息,该公司的投资者还包括比尔·盖茨、Khosla Ventures、Kleiner Perkins、Breakthrough Energy、上汽集团和大陆集团等。今年11月27日,QuantumScape通过“特殊目的收购公司”(SPAC)Kensington Capital Acquisition Corp借壳上市。

数十年来,大多数电动汽车公司使用“湿”锂离子电池,这种电池使用液体电解质来移动能量。但这些电池的充电速度可能很慢,在零下的温度下可能会冻结,并且含有易燃材料,在发生碰撞时可能会有危险。经过10余年的运营,今年12月8日,QuantumScape声称已经开发出一种可生产的固态电池,电池由固体和“干燥”的导电材料制成。尽管大多数追求固态电池的初创企业仍在产品研发阶段,但QuantumScape表示,该公司将于2024年投入生产。

QuantumScape称,其固态电池提供的续航里程要比现在的锂离子电池提供的续航高出80%左右。QuantumScape基于单层电芯进行了测试,结果显示,其固态分离器能够在非常高的功率下工作,15分钟就可充电80%。这几乎是特斯拉Model 3电池充电速度的两倍。此外,数据显示,QuantumScape的电池技术可提供数十万英里的续航能力;且运行温度范围较大,包括在零下30摄氏度下运行;循环800次以后仍能保持80%以上的容量。

QuantumScape公布的一系列数据,看起来很美好。公司的联合创始人、锂离子电池发明者、2019年诺贝尔化学奖得主之一Stan Whittingham说,“制造一个固态电池最困难的部分是需要同时满足高能量密度、快速充电、长循环寿命和宽温度范围工作的多个要求。数据显示,QuantumScape的固态电池完全满足所有这些要求,这是以前从未报道过的。如果该公司能够将这项技术投入大规模生产,它就有可能改变整个行业。”

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不过,也有人对此提出疑问。

政府支持的Argonne国家实验室电池中心主任文凯特·斯里尼瓦桑(Venkat Srinivasan)在看到数据之前说,最大的问题是QuantumScape在实验室中使用的处理方法是否可以在工厂环境下工作。“对大多数初创公司来说,这就是他们会陷入困境的地方。”此外还有一个问题悬而未决。QuantumScape是在单层电池上进行实验室测试。而汽车电池需要有几十层电池一起工作。从试验到商业化生产是储能领域的重大挑战,许多曾经很有前途的电池初创企业都没有跨过这个坎,一败涂地。

马里兰大学化学和生物分子工程助理教授保罗·艾伯特斯指出,许多公司都曾过早宣称电池取得突破,人们失望太多次了,于是对任何新电池都会起疑。艾伯特斯希望,QuantumScape能将电池提交给国家实验室,在标准化条件下进行独立测试。

12月16日,中金公司发表的一份研报表示,首先,QuantumScape并未给出具体的技术路线;其次,所展示的电池样品仅是单层叠片,并不是真正的电芯Cell。也就是说,目前还只是实验室的数据。“从我们对固态电池的了解,与QuantumScape专利的布局与宣传,我们认为QuantumScape的固态电池路线为氧化物体系下的锆酸镧锂石榴石状复合氧化物固态电池,主流电解质体系为Li3La3Zr2O12(LLZO),即锆酸镧锂。”中金公司研报中这样写道。而且,中金公司从Google Patents上所查到的与QuantumScape大量相关的专利体系,也均为锆酸镧锂氧化物。综合来看,锆酸镧锂电池单体从理论性能上具备一定的实用性,但距离量产还有很长的距离。


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