成立十五年后,总部位于加州的QuantumScape认为它已经攻克了固态电池的关键技术。该公司生产的无阳极锂金属电池,大小形状跟一副银色扑克牌差不多,有望解决当前锂离子电池几乎所有的缺点。这意味着更高的能量密度、更快的充电速度、更强的功率、更安全的操作,以及理论上性能大幅提升的电动汽车。
接下来的大挑战来了:证明它的电池能大规模量产。
周三,QuantumScape在圣何塞办公室启动了试点电池生产——即所谓的“Eagle Line”——向技术商业化迈出了重要一步。QuantumScape首席执行官Siva Sivaram在活动现场表示:“这是属于我们的莱特兄弟时刻,就像阿波罗登月任务发射一样具有历史意义。”
QuantumScape CEO与高管在圣何塞为Eagle生产线剪彩。
如今,QuantumScape的电池正在自动化生产线上制造(公司并未透露具体产量),其技术已从有趣的实验室项目升级为接近于真正的产品。多年来,大大小小的公司砸下了大把资源开发固态电池,但还没有一家成功实现大规模生产。
中国已有一些半固态电动汽车上市,这些车辆用更稳定的凝胶取代了传统电池的液态电解质。而靠Factorial Energy这类初创公司推动,美国预计也将推出此类产品。但还没有一家公司能把真正的固态电池——性能更好、也更安全——装到普通人能买到的车上。
- 固态电池摩托车马上就要来了。这些当前和未来的电动汽车都配备了固态电池
- 固态电池处于“开拓者”模式。它们卡在哪了?
QuantumScape首席技术官兼联合创始人Tim Holme在接受InsideEVs采访时表示,在那之前,QuantumScape还有很多要紧事要干。但该公司预计,到本十年末,其电池将用到小批量、高性能的车上。最终,还将进入从家用机器人到固定式储能系统等产品领域。
他说:“电池正在世界各地陆续上线。长远来看,就是让QuantumScape在好多大市场里都有竞争力。”
QuantumScape的电池是无阳极的锂金属电池,使用特殊的陶瓷隔膜。
在Eagle生产线上,镍基正极和陶瓷隔膜被层压在一起,形成像纸一样薄的“单元电池”,然后堆叠并封装,制成5安时电池——这是QuantumScape首个计划推出的商用产品。这一切都发生在洁净室玻璃后面嗡嗡作响的、冰箱那么高的矩形机器内部。
Holme表示,短期内计划盯紧生产线的运行情况——其产量、良率和运行时间——以及造出来的电池质量。重点不是最后搞成天量产量,而是让客户看到这事儿能干成。
这是因为QuantumScape想走的是授权模式,而不是自己造。官方表示,目标不是成为固态电池的大规模生产商,而是让车企和其他公司拿它的专利技术自己生产。
重要的是,原型工厂还为QuantumScape及其潜在客户提供了更多电池,拿来用、测试和学经验。
“我跟你讲,提升电芯产量这事儿有多重要,真没法形容,”该公司首席业务发展与营销官阿西姆·侯赛因表示。“这条生产线的关键目标之一是打造可复制的制造流程,同时也通过给客户提供更多技术,把关系做得更铁。我们做技术授权的,这可是命根子。”
大众是重要金主,两家公司去年在德国慕尼黑国际汽车展上推出了一辆展示车:搭载QuantumScape电芯的杜卡迪摩托车。该公司表示,它还在跟其他没透露名字的大型车企合作。
QuantumScape对提升“鹰”生产线的性能心里有谱,并计划对工厂进行升级,霍尔姆说。但他表示,光是实现自动化生产,就已经是个重要里程碑了。
“你可能还记得特斯拉当年那个‘生产地狱’,”他指的是2018年Model 3量产时众所周知的艰难爬坡过程。这家电动车厂自动化上得太早、上得太多,最后不得不拆了机器人,改用人工。“自动化搞得太早,机器人就不够灵活,无法完成你实际需要的工序,最终需要返工,这会耗费大量时间。这标志着我们的工艺成熟到了一定程度,觉得足够了解,可以搞自动化了,”霍尔姆说。
QuantumScape的电芯可以堆成更大的电池包。
展望更远的未来,QuantumScape计划与合作伙伴一起扩大生产规模,并制定了电池性能提升的路线图。这些年普通的锂电池进步可太大了,霍尔姆预计固态技术也会走类似的路。他指出,1991年索尼在摄像机上推出的首批民用锂电池,性能只有当今电池的三分之一左右。
“我们认为我们也会走一条S形的改进曲线,”他说。“有些改进是渐进的,跟锂电池当年一样;另一些则更具演进性,会用到新材料、新架构。”
这就引出了一个问题:既然锂离子电池已经如此出色,而且比以往任何时候都便宜得多,那固态电池还图个啥?
“对我们来说,这意味着这是一个竞争激烈的市场,我们需要在性能方面实现差异化,”霍尔姆说。
该公司并不追求成为市场上最便宜的选择,但侯赛因补充说,性价比上它会很有竞争力。此外,他表示,由于QuantumScape的技术与其他电池使用大致相同的正极材料(目前是高镍,但也可以兼容更便宜的磷酸铁锂),该公司可以利用整个行业在成本和规模上取得的进步。
QuantumScape的电池会最先用在哪儿呢?霍尔姆说,杜卡迪那个项目并不是说它要出摩托车。他确实表示,该技术可能会首先应用于“专门化、小批量、超高性能的车辆”。
- Donut Lab声称已攻克固态电池。专家对此存疑。
- 全球首款钠离子电池电动车,冬季续航真猛
“就像特斯拉先在高价位的高端市场推出Roadster,然后才是Model S和Model 3,我觉得新的电池技术可能也会走类似的路子。”他说。
霍尔姆表示,QuantumScape也在考虑将电池部署到更大众化的汽车上。但他认为固态电池不一定能完全取代所有市场。他预计锂离子和固态技术将共存,但用于不同需求的不同应用场景。
“不会出现一种电池占据所有市场的情况,”他说,“如果你看固定式储能这类东西,它们并不太在意体积或重量。它们在乎的是成本和寿命。而如果你看移动应用,它们非常在意体积和重量。”
尽管许多固态电池的承诺未能兑现,但这场竞赛似乎近来正在升温。我问霍尔姆,他是否在乎成为第一个把固态电池推向市场的。
“我不是这么想的。比如,谁制造了第一部智能手机?不是苹果。谁创建了第一个社交网络?不是脸书。”他补充说,赢得电池市场意味着年复一年地击败竞争对手——而不是一次性的胜利。“我们想快速推进的原因很多——有助于提升市值,也能让世界用上更好的电池。我不觉得‘竞赛’这个说法合适。”
联系作者:Tim.Levin@InsideEVs.com
热门跟贴