編譯 / 張 鷗
編輯 / 錢亞光
設計 / 趙昊然
題圖 / SOPA IMAGES/LIGHTROCKET VIA GETTY IMAGES
近年來，電動汽車領域出現了一些令人印象深刻的股市首秀。電動汽車電池作為核心組件，水漲船高，電池初創公司QuantumScape的頭幾周交易同樣獲得了巨大成功。
QuantumScape成立於2010年，通過與一家特殊目的收購公司（SPAC）合併上市。其股票在2020年11月的第一個交易日飆升49%，到12月22日飆升至131.67美元的高點——在一個月左右的時間裏漲幅超過400%。
股民似乎對該公司的固態電池技術期待爆棚，使QuantumScape獲得了令人瞠目結舌的540億美元估值。之所以稱之為固態電池，是因為它摒棄了當今鋰離子電池中的易燃液體或凝膠電解質。
當然，這家公司的投資者名單也是令人矚目的亮點。汽車巨頭大眾汽車公司是主要投資者，比爾·蓋茨（Bill Gates）的名字也赫然在列。
然而，SPAC泡沫又一次發揮了威力。2020年末圍繞着該公司的炒作似乎枯竭，曾經紅極一時的股票從歷史高點下跌了約92%的價值。
QuantumScape堅持2020年提出的高要求，並表示電池產品仍將在幾年內投入生產。也就是説，它前方擺着一條漫長的、燒錢的測試之路。競爭只會愈演愈烈，而華爾街仍在等待。
QuantumScape上市後的股票走勢，SPAC泡沫後一路朝南（圖源：CNBC）
投資者可能已經轉移了視線，但汽車行業仍在密切關注。
除了大眾汽車，QuantumScape表示，它還有另外三個汽車製造商合作伙伴，並且已經簽署了電池測試。到目前為止，這些汽車製造商的名字還沒有公佈。
一塊小小的柔性陶瓷
不難看出，為什麼汽車製造商對固態電池技術如此感興趣。今天的鋰離子電池通常是相當可靠的，但它們的尺寸、重量和充電時間對高需求的電動汽車來説，並不是很理想。
雖然電動汽車火災很少，但一旦發生，往往損害性強並難以撲滅，部分原因是鋰離子電池可以堅持不懈的燃燒數小時。
QuantumScape正在努力開發的電池被稱為“固態”（solid state），因為它們不需要現有電池中的液體或凝膠電解質。固態電池組可以比類似容量的鋰離子電池組更小、更輕，而且內部沒有液體，不容易起火。
2020年12月，公司首席執行官傑格迪普·辛格（Jagdeep Singh）曾承諾，大約在2020年代中期，將實現可靠的固態電池規模化。以下是他在早期測試結果的現場直播演示中提出的一些主張：
- QuantumScape的電池可以在短短15分鐘內從零充電到80%的容量，大約是多數鋰離子電動汽車電池所需時間的一半。
- 使用該公司電池的電動汽車將比目前使用鋰離子電池的電動汽車多出80%的續航能力，而且重量相近。
- 該公司的電池單元在廣泛的温度範圍內能夠持續工作數十萬英里，包括在零下30攝氏度的低温環境。
QuantumScape 的固態電池開發實驗室（圖源：QuantumScape）
“如果QuantumScape能夠將這項技術投入大規模生產，它就有可能改變這個行業。”鋰離子電池的共同發明人、2019年諾貝爾化學獎得主斯坦利·惠廷漢姆（Stan Whittingham）在QuantumScape的新聞稿中説。
這聽起來確實使人心生質疑。畢竟研究人員幾十年來一直在研究固態電池，但都沒有成功。
發明者們面臨的是一個關鍵挑戰。這種電池很容易失敗，因為枝晶——在內部形成的針狀結構，往往在幾周內就能使電池短路並結束壽命。
那麼這家公司的自信心源於哪裏呢？他們的關鍵創新是一種由專有的柔性陶瓷材料製成的分離器，它能抵抗枝晶，並且不會起火。如果這個分離器能按預期工作，固態電池應該能夠像典型的鋰離子電池一樣存活很長時間，發揮預期功效。
儘管距離大規模生產至少還有幾年時間，但在實驗室測試中，這項技術似乎是有效的。
在2020年促使該公司股票飆升的直播測試中，QuantumScape表示電池的一個小原型成功經歷了超過800次的充電和放電週期——大約是一輛目前電動汽車電池在整個壽命中所承受的數量。
但是，這個測試電池是一個縮小版，要將它放大到可用於電動汽車的電池，仍舊會是一個緩慢的過程。
2021年，QuantumScape似乎取得了不錯的進展，它能夠用略微放大的電池兩次重複800次循環測試。在2022年早些時候的一輪測試中，一個更大的電池完成了500次循環。離全尺寸原型還有幾輪開發需要完成。
圖源：QuantumScap
“樣本”路線圖
一旦目前的原型達到800次循環測試的門檻，實驗室將需要建立和測試一個“樣品A”電池，幾乎全尺寸，但仍然不符合最終大規模生產的計劃。
辛格在4月的一次採訪中表示，樣品A會在2022年內準備就緒，送往大眾汽車和該公司其他汽車合作伙伴進行測試。
然後是“樣品B”，與樣品A相似，但在原型裝配線上製造。該原型裝配線的配置設備與最終的全速生產線使用的機器相似，但更小、更簡單。
樣品A的目的是為了讓客户能夠驗證電池，樣品B的目的是把電池用於製造測試車。
最後一步便是最終原型了——樣品C，適配於完整規格的裝配線。辛格目前預計QuantumScape將在2024年或2025年交付樣品C。
這幾輪的開發、生產和測試將需要大量的資金。
截至2022年3月底，QuantumScape有足夠的現金——約13億美元，可以用到將這些樣品C電池交付給汽車合作伙伴進行測試。但它需要籌集更多的資金，來建立一個足夠大的工廠，以便大規模地供應汽車製造商。
圖源：QuantumScape
到那時，固態電池領域可能會有競爭出現。
豐田已經表示正努力在內部開發自己的固態電池；位於科羅拉多州的Solid Power公司已經得到了寶馬和福特的支持，正準備在同一時間開始製造自己的固態電池版本，而它絕不會是唯一一家電池初創公司。
在目前的經濟環境下，籌集建廠所需的資金將會是一個不小的挑戰。但辛格認為，一旦投資者有機會駕駛由QuantumScape電池驅動的測試車輛，籌集資金就不會有困難。
他説：“美國資本市場的好消息是，如果你能證明你有真正的東西，而且市場機會真的很大，那麼你就不需要擔心資金問題。”
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