Miksi QuantumScape-sijoittajat odottavat edelleen uusia sähköakkuja

Sähköajoneuvojen alalla on viime vuosina nähty kourallinen vaikuttavia pörssidebyyttejä, mutta akkujen käynnistyminen QuantumScape's Ensimmäiset kaupankäynnin viikot olivat merkittäviä jopa sähköautojen osakestandardien mukaan.  

Vuonna 2010 perustettu QuantumScape nousi pörssiin sulautumalla erikoiskauppayhtiön eli SPAC:n kanssa. Sen osake nousi 49 % ensimmäisenä kaupankäyntipäivänä marraskuussa 2020 ja oli noussut huipulle 131.67 dollariin 22. joulukuuta mennessä – yli 400 prosentin nousu alle kuukaudessa.

Tämä ajo antoi QuantumScapelle silmiä hivelevän 54 miljardin dollarin arvosanan, jota ruokkii sijoittajien innostus yhtiön kiinteän olomuodon akkuteknologiasta, jota kutsutaan siksi, että se poistaa syttyvän nesteen tai geelielektrolyytin, joka löytyy nykypäivän litiumioniakuista. Lisäksi se ei haitannut tuota autojättiläistä Volkswagen oli suuri sijoittaja tai että Bill Gates oli myös ottanut osuuden.

Mutta yhtiötä vuoden 2020 lopulla ympäröinyt hype näyttää kuivuneen, ja kerran kuuman osakkeen arvo on pudonnut noin 92 prosenttia ennätyskorkeudesta.

QuantumScape puolustaa vuonna 2020 esittämiään yleviä väitteitä ja sanoo, että sen akut ovat edelleen raiteilla tuotantoon muutaman vuoden kuluttua. Yrityksellä on kuitenkin edessään pitkä, käteistä vaativa testaustie. Kilpailu vain kovenee, ja Wall Street odottaa edelleen.

Sijoittajat ovat saattaneet siirtyä eteenpäin, mutta autoteollisuus katsoo edelleen: Volkswagenin lisäksi QuantumScape sanoi, että sillä on nyt kolme muuta autonvalmistajakumppania, jotka ovat allekirjoittaneet testaamaan yhtiön akkuja. Toistaiseksi nämä autonvalmistajat ovat nimeämättömiä.

Ei ole vaikea ymmärtää, miksi autonvalmistajat ovat niin kiinnostuneita solid-state-akkutekniikasta. Nykypäivän litiumioniakut ovat yleensä melko luotettavia, mutta niiden koko, paino ja latausajat tekevät niistä vähemmän sopivia sähköajoneuvoihin. Ja vaikka sähköautojen tulipalot ovat harvinaisia, ne ovat yleensä voimakkaita ja vaikeita sammuttaa osittain siksi, että litiumioniakut voivat palaa tuntikausia.

QuantumScapen kehittämiä akkuja kutsutaan "kiinteäksi tilaksi", koska ne eivät tarvitse olemassa olevien akkujen sisältämää neste- tai geelielektrolyyttiä. Solid-state-akku voi olla pienempi ja kevyempi kuin vastaavan kapasiteetin litiumioniakku, ja nesteen puuttuminen sisällä tekee niistä vähemmän todennäköisiä syttymisvaaralle.

Joulukuussa 2020 QuantumScapen toimitusjohtaja Jagdeep Singh lupasi luotettavan solid-state-akun, mittakaavassa, suunnilleen vuosikymmenen puoliväliin mennessä. Tässä on joitain väitteitä, joita hän esitti aikana a livestreamed varhaisten testitulosten esittely:

• QuantumScapen akut voisivat ladata nollasta 80 prosenttiin kapasiteetista vain 15 minuutissa, mikä on noin puolet useimpien sähköajoneuvojen litiumioniakkujen vaatimasta ajasta.
• Yrityksen akkuja käyttävän sähköauton toimintasäde olisi jopa 80 % suurempi kuin nykyisillä litiumioniakuilla, joilla on samanlainen paino.
• QuantumScapen akkukennot "kestoivat satoja tuhansia kilometrejä" laajalla lämpötila-alueella, mukaan lukien miinus 22 Fahrenheitin pakkaset.

"Jos QuantumScape saa tämän teknologian massatuotantoon, sillä on potentiaalia muuttaa alaa", sanoi Stan Whittingham, litiumioniakun toinen keksijä ja vuoden 2019 kemian Nobelin voittaja, QuantumScapen lehdistötiedotteessa.

Se vaikutti melkein liian hyvältä ollakseen totta. Tutkijat olivat työstäneet solid-state-akkuja vuosikymmeniä, mutta tuloksetta.

Keksijät kohtasivat keskeisen haasteen. Tällaiset akut olivat alttiita epäonnistumaan dendriittien vuoksi – neulamaisten rakenteiden, jotka muodostuvat sisälle, usein muutamassa viikossa, vuoksi, jotka voivat oikosulkea ne ja lopettaa niiden käyttöiän.

QuantumScapen avaininnovaatio on patentoidusta joustavasta keraamisesta materiaalista valmistettu erotin, joka kestää dendriittejä eikä voi syttyä tuleen. Jos se toimii tarkoitetulla tavalla, solid-state-akkujen pitäisi pystyä kestämään yhtä kauan kuin tyypillinen litiumioniakku säilyttäen samalla kaikki toivotut edut.

QuantumScape on vielä ainakin muutaman vuoden päässä akkujensa massatuotannosta. Mutta laboratoriotesteissä sen tekniikka näyttää toimivan.

Vuonna 2020 suoritetussa livestream-testissä, jossa yhtiön osakkeet nousivat huimaan, QuantumScape sanoi, että sen akun pieni prototyyppi kesti yli 800 lataus- ja tyhjennysjaksoa – suurin piirtein määrä, jonka sähköauton akku kestäisi koko elinikänsä.

Mutta tuo testiakku oli pienennetty versio, ja koon mitoitus sähköajoneuvoissa käytettäväksi valmiiksi akuksi on ollut hidas prosessi.

QuantumScape pystyi toistamaan tämän 800 jakson testin kahdesti viime vuonna hieman skaalautuneilla akuilla. Isompi selvisi 500 syklin läpi testikierroksella aiemmin tänä vuonna. Mutta yritys on vielä muutaman kehityskierroksen päässä täysikokoisen prototyypin saavuttamisesta.

QuantumScapen akkujen saattamiseksi valmiiksi tiekäyttöön vie vähintään kaksi vuotta – ja todennäköisesti enemmänkin.

Kun nykyinen prototyyppi saavuttaa 800 jakson testikynnyksen, yrityksen on rakennettava ja testattava "A-näyte"-akku, joka on lähes täysikokoinen, mutta ei silti aivan sitä, mitä se aikoo lopulta valmistaa massatuotannossa.

Singh kertoi CNBC:lle huhtikuun haastattelussa, että Mallituote valmistuu tänä vuonna lähetettäväksi Volkswagenille ja yhtiön muille autoalan kumppaneille testattavaksi.

Sitten tulee "B-näyte", joka on samanlainen kuin edeltäjänsä, mutta valmistettu prototyypin kokoonpanolinjalla ja jonka työkalut ovat samankaltaisia, mutta pienempiä ja yksinkertaisempia kuin koneet, joita QuantumScape aikoo käyttää mahdollisella täysinopeuksisella tuotantolinjallaan.

"A-näytteen tarkoitus on, että asiakas voi vahvistaa, että akku voi todella toimia niin kuin sen on tarkoitus toimia", Singh sanoi. "B-näytteen tarkoitus on sitten ottaa se akku ja käyttää sitä testiautojen valmistukseen."

Viimeinen vaihe olisi lopullinen prototyyppi, C-näyte, joka tehdään täysimittaista kokoonpanolinjaa varten. Singh sanoi tällä hetkellä odottavansa QuantumScapen toimittavan C-näytteitä vuonna 2024 tai 2025.

Mutta edes nuo ensimmäiset testiautot eivät ole valmiita tielle, Singh sanoi. Sen sijaan ne ovat tärkeä virstanpylväs yritykselle ja sen autonvalmistajakumppaneille. Myöhemmin näillä C-näyteakuilla valmistetut testiautot ovat valmiita tuotantoon.  

Nämä kehitys-, tuotanto- ja testauskierrokset vaativat huomattavia summia käteistä.

Singh sanoi olevansa varma, että QuantumScapella on tarpeeksi rahaa – noin 1.3 miljardia dollaria maaliskuun lopussa – voidakseen toimittaa C-näyteakut autoteollisuuden yhteistyökumppaneilleen testattavaksi. Mutta sen on kerättävä enemmän rahaa rakentaakseen riittävän suuren tehtaan toimittamaan autonvalmistajia laajasti.

Siihen mennessä sillä voi olla kilpailua.

Toyota on sanonut, että se pyrkii kehittämään omia puolijohdeakkujaan talon sisällä ja ainakin yhden muun start-up-yrityksen - Coloradossa Solid Power, tukema BMW ja Ford Motor - on matkalla alkaa valmistaa omia puolijohdeversioita suunnilleen samaan aikaan.

Tehtaan tarvitseman käteisen määrän kasvattaminen olisi haastavaa nykyisessä talousympäristössä, mutta Singh uskoo, että rahan kerääminen ei ole vaikeaa, kun sijoittajat ovat saaneet ajaa QuantumScape-akuilla toimivia testiajoneuvoja.

"Hyvä uutinen Yhdysvaltojen pääomamarkkinoista on se, että jos pystyt osoittamaan, että sinulla on jotain todellista ja että markkinamahdollisuudet ovat todella suuret, pääomaa on saatavilla paljon", Singh sanoi.