Miért várnak még mindig a QuantumScape befektetői az új elektromos járművek akkumulátoraira?

Az elektromos járművek terén az elmúlt években néhány lenyűgöző tőzsdei debütálás volt tapasztalható, de az akkumulátor beindítása QuantumScape's A kereskedés első néhány hete még az elektromos járművek részvényeinek mércéjében is figyelemre méltó volt.  

A 2010-ben alapított QuantumScape egy speciális célú felvásárlási társasággal, a SPAC-cal való egyesülés révén került tőzsdére. Részvénye 49%-ot ugrott 2020 novemberében az első kereskedési napon, és december 131.67-re 22 dollárra emelkedett, ami több mint 400%-os növekedést jelent kevesebb mint egy hónap alatt.

Ez a kísérlet a QuantumScape szemet gyönyörködtető 54 milliárd dolláros értékelést eredményezett, amelyet a befektetők izgalma táplált a cég szilárdtest-akkumulátor-technológiája miatt, amelyet azért hívnak, mert megszünteti a mai lítium-ion akkumulátorokban található gyúlékony folyadékot vagy gél elektrolitot. Ráadásul nem is ártott az autóóriásnak Volkswagen jelentős befektető volt, vagy hogy Bill Gates is részesedést szerzett.

A céget 2020 végén övező hírverés azonban úgy tűnik, teljesen kiszáradt, és az egykor izzó részvény értékének mintegy 92%-át veszítette erről a rekordmagasságról.

A QuantumScape kitart a 2020-ban megfogalmazott magasztos állítások mellett, és azt állítja, hogy akkumulátorai még jó úton haladnak, hogy néhány éven belül gyártásba kerüljenek. A vállalat azonban hosszú, pénzigényes tesztelés előtt áll. A verseny csak fokozódik, és a Wall Street még mindig vár.

Lehet, hogy a befektetők továbbléptek, de az autóipar továbbra is figyel: a Volkswagen mellett a QuantumScape közölte, hogy most már három másik autógyártó partnere is van, akik aláírták a cég akkumulátorainak tesztelését. Egyelőre ezek az autógyártók névtelenek.

Nem nehéz megérteni, hogy az autógyártók miért érdeklődnek annyira a szilárdtest-akkumulátor-technológiák iránt. A mai lítium-ion akkumulátorok általában meglehetősen megbízhatóak, de méretük, súlyuk és töltési idejük miatt nem ideálisak elektromos járművekhez. És bár az elektromos járművek tüzek ritkák, általában intenzívek és nehezen olthatók el, részben azért, mert a lítium-ion akkumulátorok órákig éghetnek.

Azokat az akkumulátorokat, amelyek fejlesztésén a QuantumScape dolgozik, „szilárdtestnek” nevezik, mivel nincs szükségük a meglévő akkumulátorokban található folyadékra vagy gél elektrolitra. A szilárdtest-akkumulátor kisebb és könnyebb lehet, mint egy hasonló kapacitású lítium-ion akkumulátor, és a folyadék hiánya miatt kevésbé valószínű, hogy meggyulladnak.

2020 decemberében a QuantumScape vezérigazgatója, Jagdeep Singh, megbízható szilárdtest akkumulátort ígért, nagyjából az évtized közepére. Íme néhány állítás, amelyet a livestreamed korai teszteredmények bemutatása:

• A QuantumScape akkumulátorai mindössze 80 perc alatt nulláról 15%-ra képesek újratölteni, ami körülbelül a fele annyi idő, mint a legtöbb lítium-ion EV-akkumulátor.
• A vállalat akkumulátorait használó elektromos járművek hatótávolsága akár 80%-kal nagyobb, mint a jelenlegi, hasonló tömegű lítium-ion akkumulátorokkal működő elektromos járműveké.
• A QuantumScape akkumulátorcellái „több százezer mérföldet képesek kibírni” széles hőmérséklet-tartományban, beleértve a mínusz 22 Fahrenheit-ig terjedő hideget is.

„Ha a QuantumScape tömeggyártásba tudja juttatni ezt a technológiát, akkor benne rejlik az ipar átalakításának lehetősége” – mondta Stan Whittingham, a lítium-ion akkumulátor társfeltalálója és 2019-es kémiai Nobel-díjas a QuantumScape sajtóközleményében.

Szinte túl szépnek tűnt, hogy igaz legyen. A kutatók évtizedek óta trükköztek szilárdtest akkumulátorokkal, sikertelenül.

A feltalálóknak kulcsfontosságú kihívással kellett szembenézniük. Az ilyen akkumulátorok hajlamosak voltak meghibásodni a dendritek miatt – olyan tűszerű struktúrák miatt, amelyek gyakran hetek alatt képződnek a belsejében, amelyek rövidre zárhatják őket, és véget vethetnek életüknek.

A QuantumScape legfontosabb innovációja egy szabadalmaztatott rugalmas kerámia anyagból készült elválasztó, amely ellenáll a dendriteknek és nem tud meggyulladni. Ha rendeltetésszerűen működik, a szilárdtest-akkumulátoroknak képesnek kell lenniük olyan hosszú élettartamra, mint egy tipikus lítium-ion akkumulátornak, miközben megőrzik a remélt előnyöket.

A QuantumScape még mindig legalább néhány évre van attól, hogy képes legyen tömegesen gyártani akkumulátorait. De a laboratóriumi vizsgálatok során úgy tűnik, hogy a technológiája működik.

Abban a 2020-as élő közvetítésben, amelyben a cég részvényei szárnyalni kezdtek, a QuantumScape azt mondta, hogy az akkumulátor egy apró prototípusa több mint 800 töltési és lemerítési cikluson át kibírta – nagyjából annyit, amennyit egy elektromos autó akkumulátora élettartama során kibír.

De ez a tesztakkumulátor egy kicsinyített változat volt, és az elektromos járművekben való használatra kész akkumulátor méretezése lassú folyamat.

A QuantumScape tavaly kétszer is meg tudta ismételni ezt a 800 ciklusos tesztet enyhén felnagyított akkumulátorokkal. Egy nagyobbik 500 cikluson ment keresztül az év eleji tesztkörben. A vállalatnak azonban még néhány fejlesztési körre van hátra a teljes méretű prototípus megvalósításától.

A QuantumScape akkumulátorainak útközbeni használatra való készenlétéhez szükséges lépések végrehajtása legalább két évet vesz igénybe – és valószínűleg több is.

Amint a jelenlegi prototípus eléri a 800-ciklusos tesztelési küszöböt, a vállalatnak meg kell építenie és tesztelnie kell egy „A minta” akkumulátort, amely majdnem teljes méretű, de még mindig nem olyan, mint amilyennek végül tömeggyártást tervez.

Singh a CNBC-nek adott áprilisi interjújában elmondta, hogy a Idén elkészül egy mintatermék, amelyet tesztelésre elküldenek a Volkswagennek és a cég többi autóipari partnerének.

Ezután jön az elődjéhez hasonló, de prototípus-összeszerelősoron gyártott „B minta”, amelynek szerszámai hasonlóak, de kisebbek és egyszerűbbek azokhoz a gépekhez, amelyeket a QuantumScape az esetleges teljes sebességű gyártósorán tervez használni.

"Az A minta célja, hogy az ügyfél ellenőrizni tudja, hogy az akkumulátor valóban úgy működik-e, ahogyan működnie kell" - mondta Singh. „A B minta célja az, hogy ezután vegyük ki az akkumulátort, és tesztautók készítéséhez használjuk fel.”

Az utolsó lépés egy végső prototípus, egy C minta lenne, amelyet a teljes méretű összeszerelősorhoz készítenének. Singh elmondta, hogy jelenleg arra számít, hogy a QuantumScape 2024-ben vagy 2025-ben szállít C-mintákat.

De még az első tesztautók sem lesznek készen az útra, mondta Singh. Ehelyett fontos mérföldkövet jelentenek a vállalat és autógyártó partnerei számára. Ezt követően az ezekkel a C mintaakkumulátorokkal épített tesztautók készen állnak a gyártásra.  

Ezek a fejlesztési, gyártási és tesztelési körök jelentős mennyiségű készpénzt igényelnek.

Singh azt mondta, biztos benne, hogy a QuantumScape-nek elegendő készpénze van – mintegy 1.3 milliárd dollár március végén – ahhoz, hogy ezeket a C mintaelemeket tesztelésre szállíthassa autóipari partnereinek. De több pénzt kell gyűjteni ahhoz, hogy egy elég nagy gyárat építsenek ahhoz, hogy az autógyártókat nagy mennyiségben ellássák.

Addigra lehet, hogy lesz verseny.

Toyota azt mondta, hogy saját szilárdtest-akkumulátorok házon belüli kifejlesztésén dolgozik, és legalább egy másik start-up – Colorado-alapú Szilárd erő, támogatta BMW és a Ford Motor — úton van elkezdi gyártani saját szilárdtest változatait körülbelül ugyanabban az időben.

A jelenlegi gazdasági környezetben kihívást jelentene egy gyárhoz szükséges készpénz összegének előteremtése, de Singh úgy gondolja, hogy a pénz előteremtése nem lesz nehéz, ha a befektetőknek lehetőségük lesz QuantumScape akkumulátorokkal hajtott tesztjárműveket vezetni.

"A jó hír az Egyesült Államok tőkepiacaival kapcsolatban az, hogy ha be tudod bizonyítani, hogy van valami valódi, és a piaci lehetőség valóban nagy, akkor sok tőke áll rendelkezésre" - mondta Singh.