索罗斯感兴趣的QuantumScape固态电池的由来是什么？

【报道】电池技术革命前夕，新型固态锂电池公司QuantumScape成为国际投资巨头索罗斯第四大控股。

QuantumScape 似乎已经取得了突破。

QuantumScape 在 12 月初的一次在线会议上向投资者展示了一款堪称“梦想”的“超级电池”。

这种固态电池可以在 15 分钟内充电至 80% 的容量。

锂金属电池可以使电动汽车的电池寿命提高90%，并降低制造成本。

不过，预计配备这种固态锂金属电池的电动汽车可能要到明年才能上市。

固态锂金属电池中隐藏着哪些秘密？ QuantumScape 是第一家推出商业上可行的固态锂金属电池解决方案的电池公司。

因锂离子电池研究而获得2016年诺贝尔化学奖奖的斯坦利·惠廷厄姆认为，这是一个真正的突破。

不过，QuantumScape必须完成固态电池的制造，并能够大批量安装在电动汽车上，才能成为革命性的产品。

基本上，QuantumScape开发的固态锂电池只有卡片大小，用更小的体积来包含与现有电池相同的能量。

电池结构主要有两层，包括正极和柔性陶瓷隔膜，没有放置人工正极。

充电时，锂会离开正极，穿过陶瓷隔膜，沉积在隔膜和电子接触表面之间，在电池内部形成锂金属负极，不易引起火灾。

根据QuantumScape公布的数据，从体积来看，新电池可存储1千瓦时/升的电量，大约是目前特斯拉Model 3电池的四倍。

从重量来看，提供的功率在Wh/kg之间，高于特斯拉的Wh/kg。

理论上，即使特斯拉能在三四年内将功率提高到Wh/kg，也不一定能与QuantumScape固态锂电池相媲美。

QuantumScape发布的数据显示，固态锂金属电池一次充电可以行驶数英里（约公里）或更长时间。

电池正常使用寿命可达12年。

它在高温下是安全的，可以承受-30摄氏度。

即使在10摄氏度的低温下，即使经过多次充放电循环，也能保持80%以上的容量，且不会出现明显下降。

采用自主研发的不燃陶瓷隔膜替代传统液体电解质和多孔隔膜是QuantumScape的核心技术壁垒。

如果没有有效的固态隔膜，锂金属将形成枝晶，枝晶可以穿过多孔隔膜并使电池短路。

普通锂离子电池最担心的就是这种突然的尖峰会导致电池失效甚至引起火灾。

经过近10年的研发，QuantumScape拥有有效满足要求的陶瓷固体分离器以及支持大规模制造和生产的多项专利。

QuantumScape不再使用石墨等材料作为负极，节省了大量负极材料占用的空间，减小了电池的尺寸和重量，并使结构更加简单，从而显着提高了电池的能量密度。

与目前的锂离子电池相比，固态锂金属电池的能量密度提高了80%，能量密度约为Wh/kg。

即使特斯拉能够在三到四年内将电池组的能量密度提高到Wh/kg，也一定无法与之相媲美。

未来实现量产后，QuantumScape可以在材料和生产工艺上实现比传统锂离子电池更低的成本。

据该公司测算，固态锂金属电池的成本将比传统锂离子电池低17%。

QuantumScape的技术有多强大？ QuantumScape 由首席执行官 Jagdeep Singh 和斯坦福大学科学家 Fritz Prinz 和 Tim Holme 于 2010 年创立。

该研究团队在美国先进能源项目局（ARPA-E）的资助下开始独立创业，拥有约10项固态电池专利和应用。

特斯拉前联合创始人 JB Straubel 和前董事 Brad Buss 随后加入了董事会。

QuantumScape 背后的投资者实力雄厚，包括大众集团、上汽集团和微软创始人比尔·盖茨。

大众汽车自今年年初以来一直与 QuantumScape 合作。

今年6月，增资并获得董事会席位。

预计今年将建立固态电池生产线，总投资高达1亿美元。

QuantumScape目前已开发出固态锂金属电池电堆，在能量密度、循环寿命、低温环境等方面都具有很强的竞争力。

QuantumScape首席执行官Jagdeep Singh认为，目前市场上的锂离子电池不具备竞争力，充电速度慢，能量密度无法达到人们期望的续航里程。

不仅价格昂贵，而且寿命不如汽车本身，而且还使用易燃电解液，因此需要不可氧化的材料才能满足安全标准。

近期，QuantumScape也取得了新的突破，能够生产多层固态电池，这是固态电池从实验室走向量产的关键。

Jagdeep Singh 表示：“虽然还有很多工作要做，而且随着层数的增加我们可能会遇到新的挑战，但这些都是非常重要的成果，在年初实现这些成果真是太好了。

”“为了加速固态电池的商业化，QuantumScape需要解决三个主要问题。

第一是制造比实验室环境中测试的电池更大、层数更多的电池。

目前的电池单元只有四层，商业化量该公司的目标是在今年年底前实现 70x85 毫米、8 层和 10 层的商业尺寸，如果一切按计划进行，QuantumScape 可能会在年底前推出最终的商业产品。

其次，需要开发陶瓷隔膜等关键部件的可靠生产线，以分摊数十亿美元的层状电池批量生产所需的时间。

Jagdeep Singh 表示，锂金属电池将在几个月内用于汽车级产品，该公司将在加利福尼亚州圣何塞建立一个小型试点工厂，为汽车制造商生产工程样品，并在 2020 年之前投入到数百辆测试车辆中。

计划利用这些样品来吸引其最大股东大众汽车公司以外的客户。

客户：“现在我们在与大众合资之前就有了生产电池的能力。

“这款名为 QS-0 的产品将帮助该公司加速其固态锂金属电池的开发，并从 2019 年起提供多达 00 个工程电池样品。

QuantumScape 联合创始人、2016 年诺贝尔化学奖奖得主 Stan Whittingham 博士，指出，“制造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的要求。

QuantumScape 的技术可以满足所有这些需求，这在以前是不可能的。

如果这项技术能够投入量产，就有可能改变整个行业。

“长期以来，业界一直无法找到可以商业化生产的固态电池配方。

新的初创企业如雨后春笋般涌现，汽车行业也投入巨资，希望将固态电池带入尽快进入商业量产阶段，通用汽车投资Solid Energy、戴森（Dyson）收购固态电池公司Sakti3，今年年初的NIO Day上，蔚来发布的kWh电池组也将采用。

福特和宝马投资的Solid Power先进固态电池技术，目前正在生产超过20安时的Layer固态锂金属电池，能量密度达到Wh/kg，其电池功率预计将超过Wh。

/kg到2020年。

丰田由于拥有多项固态电池专利，最近完成了固态电池的研发，预计将在2020年推出固态电池电动汽车。

当被问及技术如何时。

与同行相比，贾格迪普·辛格表示：“到目前为止，所有其他固态电池都只能在高温下工作。

我们还没有看到任何竞争对手的任何数据表明他们的固态电池可以在不升高温度的情况下提供长循环寿命和高能量密度。

他还将竞争对手的多层电池原型分为两类。

“使用碳基阳极的竞争对手将失去固态锂金属电池的许多关键优势，包括能量密度、快速充电和成本。

其他公司则使用碳基阳极。

” “这些电池使用锂金属，但只能在不利的测试条件下工作，而且这些电池在商业上不可行。

” Jagdeep Singh坚信，QuantumScape是目前唯一一家已证明有能力满足长循环寿命、高能量密度和不足要求的产品。

满足提高温度等关键要求的公司。

目前，QuantumScape仅生产商业所需尺寸的单层固态电池。

实现单层电池后，未来将积极研发多层电池，真正实现固态电池。

商业应用。

Jagdeep Singhv 相信，他们已经找到了合适的材料，具备了成功的基本条件。

如何实现固态电池商业化量产是工程问题，商业化不再存在科学障碍。

？固态电池作为下一代电池技术，是未来五年电动汽车行业重点研发方向之一。

QuantumScape现已完成技术准备，开始为大规模量产做准备。

整个计划包括四个阶段： 1、产品验证：年完成产品开发和验证，并完成整车样品测试； 2、1GWh试产线（QS-1）：1GWh试产线于年内建成，初期（年）产能为0.25GWh，随后（年）产能攀升至0.75GWh，最终2016年产能达到1G Wh； 3、20GWh生产线（QS-1）：年产线建设完成，SOP完成，初期（年）产能5GWh，后续（年）产能至15GWh，最终年产能达到20GWh； 4、70GWh生产线（QS-2）：年产线建成，次年产能30GWh，年产能达到70GWh。

QuantumScape于去年11月30日通过了空白支票公司Kensington。

Capital Acquisition Corp. 通过借壳合并上市。

到目前为止，这家只有一名员工、没有正式量产产品、没有工厂的公司市值突破1亿美元，超越电池巨头松下和三星SDI。

伦敦电池专家Billy Wu表示：“我不太相信QuantumScape。

这几天，很多固态电池来来去去，想要成功确实很难。

固态电池是在实验室中创建并批量生产，相距数百万公里。

”Seeking Alpha网站分析指出，QuantumScape确实取得了技术突破，比现在的固态电池要好得多。

即使未来其产品能够成功进入市场，进入量产所需的时间也比他们声称的要长，而且成本预计将比今天的锂离子电池高得多，而且可能永远不会比现在的电池更便宜，而且也可能不会比现在的电池更安全，牛津大学教授彼得·布鲁斯认为，企业需要证明这一点。

固态电池在真实环境下的能量密度和寿命不能仅仅在实验室中证明，“固态电池确实取得了长足的进步，但还有很多问题需要解决，车企只能接受。

”固态电池是否明显优于锂电池。

”高盛汽车分析师马克·德莱尼认为，该公司有潜力，但也有担忧。

“QuantumScape的固态电池产品进入市场还需要很长时间，但其他电池制造商和初创公司也在研究类似的技术。

仍然存在一些制造工艺和商业生产的挑战。

QuantumScape必须能够生产汽车-投资银行Wedbush分析师Daniel Ives的最新研究报告指出，QuantumScape仍需要完成量产测试，目标是开始量产。

固态锂金属电池将于明年或明年上市。