Mengapa pelabur QuantumScape masih menunggu bateri EV baharu

Ruang kenderaan elektrik telah menyaksikan beberapa kemunculan pasaran saham yang mengagumkan dalam beberapa tahun kebelakangan ini, tetapi permulaan bateri QuantumScape's beberapa minggu pertama dagangan adalah luar biasa walaupun mengikut piawaian saham EV.  

QuantumScape, yang diasaskan pada 2010, diumumkan kepada umum melalui penggabungan dengan syarikat pemerolehan tujuan khas, atau SPAC. Sahamnya melonjak 49% pada hari pertama dagangannya pada November 2020 dan telah melonjak ke paras tertinggi $131.67 menjelang 22 Dis — kenaikan lebih 400% dalam masa kurang sebulan.

Larian itu memberikan QuantumScape penilaian $54 bilion yang memukau mata, didorong oleh keterujaan pelabur terhadap teknologi bateri keadaan pepejal syarikat, dipanggil sedemikian kerana ia menghilangkan cecair mudah terbakar atau elektrolit gel yang terdapat dalam bateri litium-ion hari ini. Lebih-lebih lagi, ia tidak mencederakan gergasi kereta itu Volkswagen adalah pelabur utama, atau Bill Gates juga telah mengambil kepentingan.

Tetapi gembar-gembur yang mengelilingi syarikat itu pada penghujung tahun 2020 nampaknya telah mengering, dengan saham yang dahulunya panas merosot kira-kira 92% daripada nilainya daripada rekod tertinggi itu.

QuantumScape menyokong dakwaan tinggi yang dibuatnya pada tahun 2020 dan mengatakan baterinya masih berada di landasan untuk dikeluarkan dalam beberapa tahun. Tetapi syarikat itu menghadapi jalan ujian yang panjang dan intensif tunai. Persaingan semakin sengit, dan Wall Street masih menunggu.

Pelabur mungkin telah beralih, tetapi industri auto masih memerhati: Sebagai tambahan kepada Volkswagen, QuantumScape berkata ia kini mempunyai tiga rakan kongsi pembuat kereta lain yang telah menandatangani untuk menguji bateri syarikat. Setakat ini, pembuat kereta itu tidak dinamakan.

Tidak sukar untuk melihat mengapa pembuat kereta begitu berminat dengan teknologi bateri keadaan pepejal. Bateri litium-ion hari ini secara amnya agak boleh dipercayai, tetapi saiz, berat dan masa pengecasannya menjadikannya kurang sesuai untuk kenderaan elektrik. Dan walaupun kebakaran EV jarang berlaku, ia cenderung menjadi sengit dan sukar untuk dipadamkan, sebahagiannya kerana bateri litium-ion boleh terbakar selama berjam-jam.

Bateri yang QuantumScape sedang berusaha untuk membangunkan dipanggil "keadaan pepejal" kerana ia tidak memerlukan cecair atau elektrolit gel yang terdapat di dalam bateri sedia ada. Pek bateri keadaan pepejal boleh menjadi lebih kecil dan lebih ringan daripada pek bateri litium-ion dengan kapasiti yang sama, dan ketiadaan cecair di dalamnya menjadikannya kurang berkemungkinan terbakar.

Pada Disember 2020, Ketua Pegawai Eksekutif QuantumScape Jagdeep Singh menjanjikan bateri keadaan pepejal yang boleh dipercayai, pada skala, kira-kira pada pertengahan dekad. Berikut adalah beberapa tuntutan yang dibuatnya semasa a livestreamed pembentangan keputusan ujian awal:

• Bateri QuantumScape boleh mengecas semula daripada sifar hingga 80% kapasiti dalam masa 15 minit sahaja, kira-kira separuh masa yang diperlukan oleh kebanyakan bateri lithium-ion EV.
• EV yang menggunakan bateri syarikat akan mempunyai julat sehingga 80% lebih daripada satu yang dikuasakan oleh bateri litium-ion semasa, dengan berat yang sama.
• Sel bateri QuantumScape "mampu bertahan ratusan ribu batu" dalam julat suhu yang luas, termasuk sedingin tolak 22 Fahrenheit.

"Jika QuantumScape boleh mendapatkan teknologi ini dalam pengeluaran besar-besaran, ia mempunyai potensi untuk mengubah industri," kata Stan Whittingham, pencipta bersama bateri lithium-ion dan pemenang Hadiah Nobel 2019 dalam bidang kimia, dalam kenyataan akhbar QuantumScape.

Ia kelihatan hampir terlalu bagus untuk menjadi kenyataan. Penyelidik telah bermain-main dengan bateri keadaan pepejal selama beberapa dekad, tidak berjaya.

Pencipta menghadapi cabaran utama. Bateri sedemikian terdedah kepada kegagalan kerana dendrit - struktur seperti jarum yang terbentuk di dalam, selalunya dalam masa beberapa minggu, yang boleh membuat litar pintas dan menamatkan hayatnya.

Inovasi utama QuantumScape ialah pemisah yang diperbuat daripada bahan seramik fleksibel proprietari yang menentang dendrit dan tidak boleh terbakar. Jika ia berfungsi seperti yang dimaksudkan, bateri keadaan pepejal sepatutnya dapat bertahan selama bateri litium-ion biasa sambil mengekalkan semua faedah yang diharapkan.

QuantumScape masih lagi sekurang-kurangnya beberapa tahun lagi untuk dapat mengeluarkan baterinya secara besar-besaran. Tetapi dalam ujian makmal, teknologinya nampaknya berfungsi.

Dalam ujian strim langsung 2020 yang menyebabkan stok syarikat melonjak, QuantumScape berkata prototaip kecil baterinya bertahan selama lebih 800 kitaran pengecasan dan penyaliran — kira-kira jumlah bateri EV akan bertahan sepanjang hayatnya.

Tetapi bateri ujian itu adalah versi yang diperkecilkan, dan saiz sehingga bateri yang sedia untuk digunakan dalam kenderaan elektrik adalah proses yang perlahan.

QuantumScape dapat mengulangi ujian 800-kitaran itu dua kali pada tahun lepas dengan bateri yang dipertingkatkan sedikit. Yang lebih besar berjaya melalui 500 kitaran dalam pusingan ujian awal tahun ini. Tetapi syarikat itu masih beberapa pusingan pembangunan lagi untuk mencapai prototaip bersaiz penuh.

Langkah-langkah yang diperlukan untuk menyediakan bateri QuantumScape untuk kegunaan di jalan raya akan mengambil masa sekurang-kurangnya dua tahun — dan mungkin lebih — untuk disiapkan.

Sebaik sahaja prototaip semasa memenuhi ambang ujian 800-kitaran, syarikat itu perlu membina dan menguji bateri "Sampel" yang bersaiz hampir penuh, tetapi masih tidak sesuai dengan rancangannya untuk dihasilkan secara besar-besaran.

Singh memberitahu CNBC dalam temu bual April bahawa Satu produk sampel akan siap tahun ini untuk dihantar kepada Volkswagen dan rakan kongsi automotif syarikat yang lain untuk ujian.

Kemudian datanglah "sampel B," serupa dengan pendahulunya tetapi dihasilkan pada barisan pemasangan prototaip, dengan perkakas yang serupa dengan, tetapi lebih kecil dan lebih mudah daripada, mesin yang QuantumScape merancang untuk digunakan pada barisan pengeluaran berkelajuan penuh akhirnya.

"Tujuan sampel A adalah untuk pelanggan dapat mengesahkan bahawa bateri benar-benar boleh berfungsi seperti yang sepatutnya berfungsi," kata Singh. "Tujuan sampel B adalah untuk mengambil bateri itu dan menggunakannya untuk membuat kereta ujian."

Langkah terakhir ialah prototaip akhir, sampel C, yang akan dibuat untuk barisan pemasangan skala penuh. Singh berkata dia kini menjangka QuantumScape akan menghantar sampel C pada 2024 atau 2025.

Tetapi walaupun kereta ujian pertama itu tidak akan bersedia untuk jalan raya, kata Singh. Sebaliknya, mereka akan menjadi peristiwa penting bagi syarikat dan rakan kongsi pembuat keretanya. Selepas itu, kereta ujian yang dibina menggunakan bateri sampel C tersebut akan sedia untuk pengeluaran.  

Pusingan pembangunan, pengeluaran dan ujian tersebut akan memerlukan sejumlah besar wang tunai.

Singh berkata beliau yakin QuantumScape mempunyai wang tunai yang mencukupi - kira-kira $1.3 bilion pada akhir Mac - untuk dapat menghantar bateri sampel C tersebut kepada rakan kongsi automotifnya untuk ujian. Tetapi ia perlu mengumpul lebih banyak wang untuk membina sebuah kilang yang cukup besar untuk membekalkan pembuat kereta secara berskala.

Pada masa itu, ia mungkin mempunyai persaingan.

Toyota telah berkata ia sedang berusaha untuk membangunkan bateri keadaan pepejal sendiri secara dalaman, dan sekurang-kurangnya satu syarikat permulaan lain - berasaskan Colorado Kuasa Padu, disokong oleh BMW and Ford Motor — berada di landasan untuk mula mengeluarkan versi keadaan pepejalnya sendiri sekitar masa yang sama.

Menaikkan jumlah wang tunai yang diperlukan untuk sebuah kilang akan mencabar untuk dilakukan dalam persekitaran ekonomi semasa, tetapi Singh berpendapat untuk mengumpul wang itu tidak sukar apabila pelabur mempunyai peluang untuk memandu kenderaan ujian yang dikuasakan oleh bateri QuantumScape.

"Berita baik tentang pasaran modal AS ialah jika anda boleh menunjukkan bahawa anda mempunyai sesuatu yang nyata dan peluang pasaran adalah sangat besar, maka terdapat banyak modal yang tersedia," kata Singh.