QuantumScape（$QS）研究笔记

作者：Manta

报告时间：2022年1月23日

投资模型：长期核心价值

研究笔记概要

1. 固态电池的市场规模

全球锂离子电池的需求在2030年会达到1525gwh，如果固体电池能够在2030年量产，对于锂离子电池的需求会有很大一部分转移到固体电池。从细分领域来看，对于电池需求最高，增速最快的是电动车市场， 彭博预计2030年电动车销量能达到3000万辆，假设1%的固态电池渗透率，即可带来2B左右的年收入。

2. 竞争格局

在纯固态电池领域，除了电池层数QS还未达到十几层的商用级别，QS在温度把控，循环性能，能量密度都优于竞品。考虑到Tesla 电池技术的进步和降低成本的能力，4680电池虽然非纯固态电池，未来会是QS的劲敌。

3. 财务预期

公司预计2024年会陆续开始量产，2028年的量产规模可以达到 91GWh，收入达到 $6.44 B，毛利达到30%，EBITDA Margin达到 25%。

4. 结论分享

公司现在属于市梦率阶段，风险高确定性低。公开数据都是实验室级别，预计2024年前都无收入。如果研发进度放缓或者最终研发失败，会面临市值崩塌；如果研发成功，上升空间5倍以上。

公司介绍

QuantumScape是一家美国公司，由Jagdeep Singh， Fritz Prinz和Tim Holme三人成立于2011年，专门研究电动汽车的固态锂金属电池。该公司总部位于加利福尼亚州的圣何塞，拥有约400名员工。投资者包括比尔·盖茨和大众汽车。市值 77亿美金，股票代码：$QS

01   三刀：市场规模&渗透率

根据Statista的预测，全球锂离子电池的需求在2030年会达到1525gwh，如果固态电池能够在2030年量产，对于锂离子电池的需求会有很大一部分转移到固体电池。

从细分领域来看，对于电池需求最高，增速最快的是电动车市场， 彭博预计2030年电动车销量能达到3000万辆。目前纯固态电池还属于研发阶段，渗透率为0；市场上以三元锂电池(NCM)和磷酸铁锂电池为主，下一步的方向为半固态电池，但是半固态锂电池只是一种过渡产品 ，并非最终解决方案，全固态电池被公认有望突破电化学储能技术瓶颈，满足未来发展需求的技术。

02   三刀：竞争格局

强有力竞争主要来自日韩地区的公司还有Solid Power 和特斯拉。

三星：研发的锂金属阳极电池，成功发布了初步结果。电池温度过高。

Toyota丰田: 在固态电池领域拥有大量专利，占据全球固态电池专利数量13%，是全球拥有专利数量最大的企业。计划在2020年推出搭载固态锂离子电池(非全固态电池）的电动汽车，并计划于2022年实现量产。

Bollore：量产固态金属锂聚合物电池。自主研发的电动公交车和汽车使用了容量30度，能量密度100Wh/kg的固态电池，累积服务20万人次，但这个固态电池参数仅是液态锂离子电池的一半，而且设有加热器，温度需要维持在60度以上。

Bosch: Seeo 研发固态锂电池技术，后宣布放弃继续研发。

Fisker: 2018年申请固态锂电池申请专利，2021年宣布放弃固态电池计划（至少还需要7年）。

Ionic Materials: 2011年成立，现代汽车在2018年对其进行投资，预计2025年可实现固态电池量产。

Solid Power: 2022年开始测试产品，2025至2030年间进入道路实测， Ford / BMW 战略投资。

Tesla: 最大的竞争对手。在QS能够达到量产的时候，Telsa的电池技术可能超越QS，如果QS 研发成功，它的密度和充电时间会比特斯拉好一点，但是特斯拉的成本大概率会更低。特斯拉已公布的“4680”电池能量密度提高5倍，达到300Wh/kg，体积重量大幅减少，续航里程提高16%，6倍充放电功率，每千瓦时的成本下降14%，电池产线的速度提高7倍。

结论：在纯固态电池领域，除了电池层数QS还未达到十几层的商用级别层数，QS公布的单层电池的数据在温度把控，循环性能，能量密度都优于竞品。考虑到Tesla 电池技术的进步和降低成本的能力，4680电池虽然非纯固态电池，未来会是QS的劲敌。

03   产品优势&研发时间线

1. QS研发的固态电池产品优势

QS电池为固态电池中的氧化物电池。QS的固态电池的技术突破主要体现在两点：

1）运用固态隔离膜（隔膜材料为高密度无机陶瓷，薄，可抑制枝晶形成，更加安全）； 

2）纯阴级（体积是传统锂电池的一半，更高的能量密度）。

左：传统锂电池，阳极由石墨制成； 

右：QS电池，阳极由锂金属制成，体积更小

2. 研发进度

QS正在研发测试三款电池，分别是单层，4层和10层电池。

单层：第三方测试阶段，这是QS将实现大规模生产的第一个电池。

4层：实验室完成阶段，4层电池的密度能够产生更多动力，可用于电动汽车和大型工业机器。未来需要保证在超过 1000 次循环时电池仍可达到可靠的能量放电率，类似于目前单层电池达到的标准。

10层：早期测试阶段，可以为飞机、卡车、工业设备等提供动力，面临与4层类似的问题 -- 缺乏循环寿命。该电池仅有 40 次循环快照的测试容量，公司预计随着时间的推移会有所改善。

研发时间线

2022年：向主机厂提供具有商用规格的原型样品

2023年：QS-0工厂为研发测试汽车提供样品电池

2024-2025年：进入商业量产

单层电池：第三方测试 ，10家车企的测试订单；

4层电池：实验室阶段完成

10层电池：研发进展顺利

QS的研发时间线（来源：公司investor presentation) 

3. QS 固态电池的三项指标解读&Telsa对比

1）电池循环性能

根据QS提供的实验室数据，QS单层电池的充电循环次数可以达到800次，即经过800次充电后仍能保持80%以上的容量。QS的4层和10层电池的电池循环性能力还未达到商业级别标准。

QS单层电池的循环寿命（来源：公司investor presentation) 

2）充电时间

QS：目标是在15分钟内可以充满80%；

Tesla：V3超充，在37分钟内可以从5%充到90%。

QS单层电池充电时间和传统锂电池对比（来源：公司investor presentation) 

3）能量密度

QS：350 whkg 以上；

Tesla：未来目标400whkg，会在3-4年内量产，同时特斯拉也在研究纯阴极材料的固态电池。

QS对产品的未来能力的预期（来源：公司investor presentation) 

  

04  财务预期

QS现处于研发阶段，公司预计2024年前都无收入。

现金流状况：2021年底还有1.3b 现金，2021年烧了 $260-$300现金，现有资金还可以烧4年左右。

收入预期：公司预计2024年会陆续开始量产，预计在2028年的量产规模可以达到 91GWh，收入达到 $6.44 B，毛利达到30%，EBITDA Margin达到 25%。

QS的财务预期（来源：公司investor presentation) 

  

05   核心问题

1. QS的技术是最优的吗？

1）全固态电池被公认有望突破电化学储能技术瓶颈，满足未来发展需求的技术。

传统锂电池：三元锂电池(NCM)/磷酸铁锂电池缺点续航里程低/安全性差/冬天稳定性差；

固态电池：

a. 能量密度更高：同等体积续航里程增加至少一倍以上；

b. 安全性更高：不可燃，无腐蚀，不挥发，不漏液；

c. 减重：增强续航能力

可以解决消费者的5大需求：更低成本，更久续航，更短充电时间，更长寿命，更安全。

2）QS 研发进度和现阶段成果优于同行固态电池。

除了电池层数QS还未达到十几层的商用级别层数，QS在温度把控，循环性能，能量密度都优于竞品。QS电池可以在低温下运行，安全性能高，竞品的电池要么过热，要么无法处理在相对较低的温度下运行的能量密度。

QS和其他电池性能对比（来源：公司investor presentation) 

2. 成本是否有竞争优势？

2021年电动车的电池平均成本: $118 / kwh

QS 2028年的目标成本：$50/ kWh；

Tesla目标成本：$56/ kwh （2021年4月电池日提出）; 大众的目标是 $60 / kwh （2021年3月提出）。

2028年Tesla的电池成本可能会比QS还低。

近两年阻碍电池成本下降的原因是原材料成本居高不下。

3. 最终市占率可以达到多少？

1) QS面临问题

a. 研发成功与否。

b. Massive Vertical integration在汽车上最后的整装运用，特斯拉在这方面做的非常好，QS这方面前景还不明确，主要看战略投资者大众汽车在这过程中起到的作用。

c. 能否赶在竞品前量产。第一家成功量产固态电池的公司具有很强的先发优势。

2) 终值假设

如果研发并且量产成功，QS的终值想象空间很大（5倍以上）。根据彭博给出的2030年的电车预计销量和QS可能达到的Ebitda Margin，做了三种假设。

2030年，3000万辆车, 市占率 1%，应用在100kwh的电池，单电池成本是 $50 *100 = $5000， 公司预计单车收入 $7154，gross margin 30% , ebitda margin 25%， PE 20倍，市值 43B左右。

QS终值假设预估

4. 择时

现属于市梦率阶段，风险高且确定性低。

未来值得关注的关键节点：4层电池和10层及以上电池的研发数据公布；实验室环境外的测试结果或者第三方测试结果公布；电池样品上车后的数据公布；量产时间。

  

06   万木评级

万木三评体系

评星 ( 行业地位及竞争力）

4.5星（固态电池）

评级（三年后预估市值比现市值涨幅）

A级

评风险（任何因素可能导致半年内的股价下跌）

红色：30 % - 50%

投资风险

1. 研发进度延期/失败：固态电池的研发已经经历了几十年，竞品有很多公司都放弃了研发。QS公布的所有电池数据均为实验室级别的数据，如果QS未来研发进度放缓或者最终研发失败，会面临市值崩塌；

2. 宏观市场波动：公司暂无收入，在市场动荡环境下，股价波动会非常剧烈。

-全文完-

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