當(dāng)大家的注意力還停留在寧德時代和特斯拉身上時，有一家電池公司「低調(diào)」上市了。
這就是「固態(tài)電池」研發(fā)企業(yè)QuantumScape. 10年前由斯坦福大學(xué)科學(xué)家Jagdeep Singh，F(xiàn)ritz Prinz和Tim Holme三人成立。
該公司在2020年11月初通過并購肯辛頓資本(Kensington Capital)，以SPAC(特殊目的收購公司)方式進(jìn)行上市（股票代碼為QS）。
上市首日即受到市場追捧，首日漲幅超過36%，12月初，在公司展示了其電池突破技術(shù)之后，股加速飆漲，到12月底，短短一個多月時間，該股市值已漲到超過「477億美元，折合人民幣3000多億」，較合并初始估值33億美元漲幅超過「13倍」，超過了福特等汽車制造商，以及松下和三星等電池巨頭。
這家在成立之初就吸引了大眾和比爾·蓋茨的投資，雖然現(xiàn)在已經(jīng)上市，但未來「6年內(nèi)」都不會有顯著收益的電池公司為什么能受到如此追捧？
QuantumScape固態(tài)鋰金屬電池
QuantumScape是一家上市公司，更是一家研究機(jī)構(gòu)。它的研究成果「固態(tài)鋰金屬電池」或能突破現(xiàn)有電動汽車鋰電子離子電池的局限，實(shí)現(xiàn)更高的能量密度，15分鐘80%快充，并且更安全。
傳統(tǒng)的鋰離子電池目前廣泛用于智能手機(jī)、智能手表、電動汽車等領(lǐng)域，并且占據(jù)主導(dǎo)地位。
無論是正極三元高鎳或NCA，負(fù)極采用石墨或者石墨/硅體系，鋰離子電池的質(zhì)量能量密度已到了天花板——300Wh/kg.
而要繼續(xù)實(shí)現(xiàn)能量密度的突破，采用金屬負(fù)極是一種可能，也就是「鋰金屬電池」，它的能量密度可以達(dá)到「500-600Wh/kg」。
對「固態(tài)電池」的研究迄今為止已經(jīng)有45年了。鋰離子電池共同發(fā)明人、2019年諾貝爾化學(xué)獎得主Stanley Whittlingham也曾經(jīng)試圖發(fā)明固態(tài)電池。但在電解質(zhì)方面一直沒有重大突破。
鋰金屬電池所使用的的固態(tài)電解質(zhì)材料體系繁多，性能各異，大體又可以分為有機(jī)物（聚合物）和無機(jī)物（硫化物和氧化物）兩大類，但是這些材料在滿足快充、循環(huán)、低溫、成本等方面均存在巨大挑戰(zhàn)。
而QuantumScape的「固態(tài)鋰金屬電池」通過「無負(fù)極」制造工藝和陶瓷材料的固態(tài)分離器實(shí)現(xiàn)了突破。
「無負(fù)極」制造工藝，鋰金屬負(fù)極不是在電池制造過程中形成的，而是在電池充電時，由鋰離子在金屬箔片聚集而形成的，且該過程可逆，能實(shí)現(xiàn)多次循環(huán)。
「無負(fù)極」直接去掉了石墨/硅的主體材料，這樣就能顯著提高電池的體積能量密度至1000Wh/L，質(zhì)量能量密度至500Wh/L；
消除了負(fù)極主體材料中鋰離子的擴(kuò)散瓶頸，實(shí)現(xiàn)了4C充電倍率，15分鐘80%的快速充電；
降低了負(fù)極界面的容量損失，延長了使用壽命（800次/90%）；
降低了制造和原材料成本，總體成本相比于現(xiàn)在鋰電池還降低了17%.
「固態(tài)鋰金屬電池」使用陶瓷材料的固態(tài)分離器代替了液態(tài)有機(jī)電解質(zhì)以及多孔隔膜。
其本身不可燃，起到了屏障的作用，即使在非常高的電流密度下，能抵抗負(fù)極鋰枝晶的形成，解決了鋰電池因枝晶而導(dǎo)致內(nèi)短路的「業(yè)界難題」。
Stanley Whittlingham表示，制造固態(tài)電池最困難的部分是需要同時滿足高能量密度、快速充電、長循環(huán)壽命和寬溫度范圍工作的要求。
而QuantumScape的測試數(shù)據(jù)均滿足這些要求，這是前所未有的。如果這項(xiàng)技術(shù)投入大規(guī)模生產(chǎn)，它就有可能改變整個行業(yè)。
「固態(tài)電池」如此顛覆，大眾早就鎖定了QuantumScape，2012年開始與QuantumScape合作，早期對后者投資超1億美元并成為其最大的汽車股東，2020年6月又追加投資至多2億美元，3億美元的投資占據(jù)QuantumScape23%的股份，現(xiàn)在市值近100億美元。
2018年大眾和QuantumScape又成立新的合資公司，未來主要為大眾集團(tuán)生產(chǎn)工業(yè)級固態(tài)電池，除了投資QuantumScape的固態(tài)電池，大眾的電池布局還包括11億歐元（約合人民幣87.87億元）入股國軒高科，和頭部企業(yè)寧德時代和韓國SK Innovation等電池廠商建立長期戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。
大眾如此奮起直追，那特斯拉豈不危矣？
馬斯克在2020年第三季度的結(jié)果報告中表示，從節(jié)省電池空間的角度來看，去除傳統(tǒng)負(fù)極「并不像聽起來那么好」。
馬斯克的懷疑可能也與其自身的電池技術(shù)有關(guān)，這可能會使其比其他公司更難適應(yīng)固態(tài)電解質(zhì)。特斯拉使用由滾動電池組成的圓柱形電池，而其競爭對手通常喜歡所謂的棱柱形電池，其中電池可以堆疊。因?yàn)楣虘B(tài)電池比液態(tài)電池更易碎，所以堆疊起來更容易。
特斯拉自研電池
馬斯克一直尋求特斯拉能夠?qū)崿F(xiàn)「電池自由」，據(jù)華爾街日報報道，松下CEO津賀一宏經(jīng)常會接到馬斯克的電話或者郵件，「要求降低電池價格」，但是只換來了對方「不排除提高電池售價可能性」的回復(fù)，津賀一宏甚至威脅稱「我們會考慮把人員和設(shè)施全部撤出超級工廠」。
倒逼特斯拉不得不選擇自建電池廠。
特斯拉的電池布局自2014年與松下合建超級工廠開始，一方面鎖定產(chǎn)能，另一方面掌握電池生產(chǎn)制造中的核心技術(shù)；
2016年，處于鋰電領(lǐng)域前沿的加拿大Jeff Dahn團(tuán)隊與其簽約，為特斯拉提供前瞻性的研究成果；
2019年，特斯拉收購超級電容公司Maxwell以掌握干電極技術(shù)和超級電容技術(shù)；
同一年，特斯拉在美國弗里蒙特建立自己的電池實(shí)驗(yàn)室和試生產(chǎn)線；
2020年，特斯拉啟動代號為Roadrunner的電池項(xiàng)目。除此之外，特斯拉與來自于中國、澳大利亞、美國等礦廠巨頭簽訂了協(xié)議，以保證原材料供應(yīng)。
2020年特斯拉的「電池日」，宣布了從電芯設(shè)計、電芯生產(chǎn)工藝、硅負(fù)極材料、高鎳正極材料、電芯車輛集成化5各方面開發(fā)電池，最終，馬斯克認(rèn)為這個方案能使電池成本減少56%，續(xù)航里程增加54%，單位投資額減少69%。
至此，特斯拉一步步完成了從原材料布局、電池基礎(chǔ)研發(fā)、電芯制造到產(chǎn)線建立所有工作。
后來的結(jié)果證明馬斯克在電池日上描繪的藍(lán)圖，投資者并不買賬，電池日結(jié)束后，特斯拉收盤價應(yīng)聲跌落5%。有分析師表示，這是因?yàn)樘厮估饲邦A(yù)熱的100萬英里（160萬公里）循環(huán)壽命電池沒有如期發(fā)布。
QuantumScape或特斯拉，2021年投資者都需要更有辨別力
固態(tài)電池的承諾是除去液態(tài)電解質(zhì)，同時也消除了著火的危險。此外，QuantumScape等公司的固態(tài)電池體積進(jìn)一步縮小，所提供的電力進(jìn)一步增加。這一點(diǎn)也至關(guān)重要: 電動汽車長期以來一直受到電池成本相對較高的制約，這使得電動汽車比同類內(nèi)燃機(jī)汽車更為昂貴。
英國的固態(tài)電池公司 Ilika 的首席執(zhí)行官 Graeme Purdy 認(rèn)為，讓現(xiàn)在的大多數(shù)電動汽車電池工廠適應(yīng)新技術(shù)破壞性不會太大，該公司正在與捷豹路虎合作，以確保平穩(wěn)過渡。
但對特斯拉來說，可能就不一樣了。這意味著，迄今為止一直是競爭優(yōu)勢的東西要變成競爭劣勢了。
如果特斯拉需要改變策略，它確實(shí)還有時間。豐田目前可能擁有最先進(jìn)的固態(tài)電池: 它計劃在2020年東京奧運(yùn)會上為原型車提供電力，這項(xiàng)計劃推遲了一年，不過豐田目標(biāo)是到2025年大規(guī)模生產(chǎn)。但是這項(xiàng)技術(shù)最早也要到2020年代末才能與現(xiàn)在的電池在成本上一較高下。
QuantumScape的投資者正在玩一場「長線游戲」。QuantumScape一直到2026年都不會有實(shí)質(zhì)性收入。而且現(xiàn)在也不能保證它的成果會勝過豐田和其他公司。上月公布的測試結(jié)果是針對「單層電池」的。而美國私營創(chuàng)業(yè)公司 Solid Power 已經(jīng)在生產(chǎn)多層固態(tài)電池了。
專注電池行業(yè)的分析師Mark Newman指出，「隨著固態(tài)電池制造進(jìn)入多層，制造業(yè)的挑戰(zhàn)會呈指數(shù)級增長」。
特斯拉和 QuantumScape 等公司的「巨量估值」要求投資者放長眼光，同時也要考慮最壞的情況。但是，「如果」 QuantumScape成功了，特斯拉就可能成為最受打擊的公司之一。2020年，投資者幾乎投注了所有與電動汽車有關(guān)的東西。今年，他們需要更有辨別力。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/星屑）
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