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前按：2021年1月4日，Seeking Alpha发表了一篇文章，指出了QuantumScape固态电池的若干风险，使其“在现实世界的电动汽车中完全不可接受”。它特别指出，电池的电量意味着它“将仅持续260个循环或大约75,000英里的激进驾驶”。由于固态电池对温度敏感，因此“如果在更低的温度下几度运行，则在高于30度和45度的条件下进行功率和循环测试会变得更加糟糕”。

该文章发布后，该公司的股价在2021年1月4日下跌了约40％。

英文原文地址：https://seekingalpha.com/article/4397130-quantumscapes-solid-state-batteries-significant-technical-hurdles-to-overcome

下面是英文文章的网页翻译版：

作者：Brian Morin

标题：QuantumScape的固态电池具有克服的重大技术障碍

概要

• QuantumScape的科学非常出色。
• 但是它们的电池体积小且未经验证-尚未达到iWatch电池的大小，并且从未在实验室外进行过测试。
• 与固态电池相关的重大风险尚未克服-下表。
• 他们可能永远无法达到他们要求的性能。

考虑到QuantumScape$Quantumscape Corp.(QS)$ 最近的首次公开募股以及随后的股价上涨，讨论它们取得的巨大成功以及为实现其既定业绩而仍然面临的重大挑战是很有趣的。在本文中，我将主要讨论与获得成功产品的可能性有关的技术方面。在以后的文章中，我可能会回顾QuantumScape实现业务成功的可能性，以及在什么情况下投资者可以获得财务回报。这三个结果（工作产品，业务成功，投资回报）​​似乎完全脱钩。

成功案例

首先，要说一说，要制造一种能够以实际应用所需的速率和温度工作的固态电池是非常困难的。实际上，如此艰苦，以至于没人能做到。我已经阅读了数十篇科学家尝试过的研究论文，并吹捧他们有能力使一个或多个功能发挥作用，但是由于缺乏完整的工作电池而道歉，并提出了未来的重大挑战。大部分的下面是他们的技术演示，可以找到的解释这里，和网络研讨会，将其存储在YouTube上的点击这里。到目前为止，它们具有：

• 电解质：一种独立的稀薄固体电解质，位于阳极和阴极之间。尽管我们了解的不多，但它确实提供了一些相关的性能。
• 袋式电池：功能正常的单层袋式电池，尺寸为70 x 85 mm，3.2 mAh / cm2，总容量为190 mAh和0.7 Wh。相比之下，iWatch电池为205 mAh，iPhone 12 Pro电池为3,768 mAh。这些电池中的20个将为您的手机供电，而10万个将为Tesla供电。
• 锂金属阳极：他们正在使用薄的锂金属阳极，这将有助他们实现高能量密度……总有一天。
• 快速充电：在15分钟内达到80％的容量，这是一个巨大的挑战，因为已知树枝状晶体会在快速充电速率下在固态电解质中形成。稍后再详细介绍。

夸大其词的领域

以下所有这些领域均被描述为成功的，因为它们比过去的固态电池要好得多。但是它们对于现实世界的电动汽车性能是完全不能接受的。

• 功耗：他们完成了1200个周期的90秒OEM指定轨道仿真，该仿真提取了6C的脉冲。在此轨道中，当电池加热到45摄氏度（113华氏度）并在15分钟内充电到80％时，放电深度为9圈。在此130次循环测试中，电池损失了约10％的容量，这意味着电池只能持续260次循环或大约75,000英里的激进驾驶。幻灯片上有一条注释，指出发生在3.4 atm，这可能意味着处于高压状态。我稍后会对此发表评论。
• 范围：在30摄氏度下以更温和的1C / 1C循环，电池可以进行800次循环（即240,000英里）。值得尊敬，但并不比今天的公路车辆好。
• 低温运行：它们显示0至-30摄氏度时的放电曲线，达到90-130 Wh / kg。由于它们的电池功率> 400 Wh / kg，因此其范围是冬季可用电池容量的25-30％，或满负荷时约为75-100英里。另外，请注意，固态电池的温度能力对温度非常敏感-因此，如果在更低的温度下几度运行，则在高于30度和45度的情况下进行的功率和循环测试会变得更加糟糕。
• 低温寿命：它们在-10摄氏度下显示100个左右的循环。可观察的，除了这些循环在C / 5充电和C / 3放电下。因此，不是在15分钟内充电80％，而是在15分钟内充电5％。
• 能量密度：他们谈论能够达到400 Wh / kg的能量密度，这将是非常不错的。但是，它们显然还没有，因为所有图形都被标准化为100％，而不是实际容量。和Amprius已经使细胞与450瓦时/公斤，而特斯拉要求于它们的电池节，他们可以达到350瓦时/公斤。因此，尽管它们很好，但他们希望在2028年达到的这种能量密度不会超过当今的最新水平，并且在达到这一水平时也不会成为最新水平。

其他重大挑战

他们没有提到其他挑战，在将第一辆汽车投入实地之前必须克服这些挑战。请记住，到目前为止，他们已经花费了3亿美元，因此，这些挑战并不是他们没有足够的资源来应对，而是他们尚未解决并因此保持沉默的挑战。其中许多是相关的，并且来自它们使用的是脆性陶瓷电解质的事实。这些包括：

• 多层细胞：他们无法制造多层细胞。我的期望是，由于阴极和固态电解质之间的界面不稳定，后者在放电时会膨胀多达10％，后者根本不会膨胀。他们可能会在高等静压力下进行循环（还记得前面提到的3.4个大气压吗？），该压力不会流到内层。内层也将受到更严格的约束，因此会遭受循环界面腐蚀的影响。毋庸置疑，他们的100,000个小袋囊永远不会成为实用的工具。在这里必须提到的重要一点是，如果您的技术可行，那么制作多层袋式电池将是一个轻松的下午工作。
• 振动和枝晶：电解质非常非常硬。有充分的记录表明，树枝状晶体不会通过固体单晶石榴石电解质生长。但是，它们在晶粒边界和缺陷处自由生长。在原始，温度和压力受控且无振动的实验室中，他们可以使细胞循环。但是在崎的SUV或在南卡罗来纳州糟糕的道路上，裂缝和其他缺陷将变得很多，并且树枝状晶体会增长。在最好的情况下，这会破坏循环寿命，在最坏的情况下，会导致电池爆炸。
• 锂金属点火：他们吹捧使用锂金属来增加能量密度。但是他们没有提到锂金属会在179摄氏度下自动点火，产生200-300 kJ / mol或30-40 kJ / g的大量能量-大约是普通成分碳酸亚乙酯的三倍锂离子电解质。纯锂是仅次于铍的第二高能元素，可以用作火箭燃料的成分（含氧化剂）。从本质上讲，它们已经取代了燃烧的隔板和电解质，从而使阳极更加易燃，高能。电池中有足够的能量将锂提高到其点火温度，如果暴露于氧气或水中，它很可能会自行点火。阴极材料中有大量氧气可用。
• 成本：他们声称成本较低，但实际上仅消除了最便宜的一种成分-石墨。尽管这是事实，但他们将需要增加建造薄陶瓷电解质并在高温下烧结的成本。我的猜测是，如果它们完全能够达到生产规模，那么它们的单产将很糟糕。

概要

考虑到他们迄今为止的成功和获得资本的机会，我认为QuantumScape将成功地将电池推向市场。然而：

• 它的能量密度将比Amprius如今要低。
• 它可能会首先出现在手表和可穿戴设备中，然后可能出现在手机中。
• 扩展所需的时间比他们想象的要长得多，并且成本要高得多。
• 它将无法承受侵略性的汽车环境。
• 它会比今天的锂离子电池贵得多，并且永远不会比当代锂离子电池成本更低。
• 一旦制造出合适的电池尺寸，它可能不会比当今的锂离子电池更安全。

您有什么期望？以下是一些可以实现的目标：

• 这种电池将在便携式电子产品中流行。
• 这些电池可以为城市提供能量存储，从而使我们的海岸线停止掉电并抵御风暴。

披露：我/我们是长期的TSLA。我自己写这篇文章，表达了自己的见解。我没有得到任何补偿（除了寻求Alpha之外）。我与本文中提及其股票的任何公司都没有业务关系。

附加披露：自2016年以来，我一直拥有特斯拉，并且销售缓慢一年。但是，库存持续上涨，所以我的持股增加了。:-)