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无阳极结构
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固态电池的天才想法来自抛弃石墨负极的那一刻
新财富· 2025-11-25 08:04
文章核心观点 - QuantumScape与大众PowerCo在IAA Mobility 2025展会上公开展示了搭载QSE-5固态电池的杜卡迪摩托车,标志着其固态电池技术从实验室走向真实交通工具应用[2] - QuantumScape是一家备受争议但具有突破潜力的固态电池公司,其市值从2020年上市时的33亿美元一度飙升至400亿美元以上,后在2025年6月跌至20亿美元附近,随着QSE-5的亮相又回升至100亿美元[2] - 公司的核心创新在于无阳极电池架构和专有陶瓷电解质技术,旨在显著提升能量密度、充电效率和安全性[20] 产品技术参数 - QSE-5 B Sample电池在标准测试条件下实现844Wh/L体积能量密度和301Wh/kg质量能量密度,快充时间小于15分钟[5] - 单个电芯尺寸为84.5mm×65.6mm×4.6mm,重量71.8克,单体能量21.6Wh(C/5放电率,25°C)[5] - 相较于传统电解液锂电池约200Wh/kg的质量能量密度,QSE-5可使同等千瓦时电池重量减少三分之一[5] - 能量密度测试基于最终实际电芯样品,采用C/5放电率模拟高速行驶场景,结果更贴合实际使用情况[7] 技术原理与创新 - 传统锂电池负极使用石墨材料,存在能量密度和充放电效率天花板,而金属锂负极理论比容量(3860mAh/g)是石墨负极(372mAh/g)的10倍以上[11][12] - QuantumScape采用无阳极架构,首次充电时锂离子从正极脱嵌,穿过固态陶瓷电解质后在负极基材上沉积形成金属锂层,大幅提升性能[16] - 公司核心技术为无阳极结构和专有固态陶瓷电解质,二者结合实现结构性革命和材料革命[20] - 无阳极架构可省去阳极相关制备工序,直接节省材料、设备、生产时间和能源成本[22] 产品开发与量产进程 - QSE-5 B Sample为第二阶段样品,属于具备完整功能且可用于实车测试的B样[4] - 公司产品开发历程包括:2022年12月交付A0样品,2023年10月A0原型实现超1000次循环,2024年3月发送Alpha-2原型[4] - Cobra分离器工艺是实现高通量连续流生产的关键产线,热处理速度提升约3倍,设备空间大幅下降,为GW级量产奠定基础[25][26] - 最新QSE-5 B1样品为Cobra产线下高批量样品,代表大规模制造能力显著提升[26]