Снимка: Pixabay

Революцията на електромобилите е в разгара си в момента.

Tesla (TSLA) има пазарна капитализация от близо 885 милиарда и отвори своята тексаска гигафабрика през април. Lucid (LCID) наскоро пусна първите си автомобили с над 500 мили пробег. През ноември 2021 г. Rivian (RIVN) имаше най-голямото първично публично предлагане след Meta (META). Всеки производител на автомобили – от Ford (F) през GM (GM) до Volkswagen (VWAGY) – инвестира десетки милиарди в електрифициране на своите автопаркове.

Всъщност следващото поколение транспорт е на път да започне бурно, коментира Люк Ланго, старши инвестиционен анализатор в InvestorPlace.

Но ето какво се случва сега. Революцията на електромобилите няма да стане масова, докато не се направят по-добри батерии.

Традиционно батериите са това, което кара нещата да работят.

Те захранват телефоните ни и електрическите ни автомобили. Батериите са това, което движи нашите лаптопи.

Но докато батериите правят нещата да работят, днешните батерии пречат на електрическите автомобили да работят толкова добре, колкото биха могли.

Това може да ви се стори нелогично. Има защо. Без батерии всички съвременни технологии, които използваме всеки ден – телефони, компютри, коли, часовници, телевизори – биха били безполезни.

Но тези машини не работят толкова добре, колкото биха могли, защото батерията не работи толкова добре, колкото би могла.

Защо отнема часове на телефона, за да се зареди напълно?

Как така лаптопът ви не издържа много дълго без захранваща връзка?

Защо електрическата кола не може да измине хиляди километри с едно зареждане?

Отговорът на всички тези въпроси е, че батериите в тези машини просто няма да го позволят.

За да разберем защо, трябва да се върнем в час по химия.

Химия на батериите за начинаещи

Батериите се състоят от три неща – катод, анод и електролит. Батериите работят чрез насърчаване на потока от йони между катода и анода през електролита.

Конвенционалните литиево-йонни батерии, които в момента са доминиращото статукво, са изградени върху химията на течните батерии.

Това означава, че те се състоят от твърд катод и твърд анод с течен електролитен разтвор, свързващ двата.

Тези батерии вършат чудеса от години. Но поради физическите ограничения на течния електролит, сега те достигат границата си по отношение на плътността на енергийните клетки.

Всъщност, можете само да компресирате течност толкова много. Така че, тези батерии могат да станат толкова малки и могат да носят само толкова много заряд.

Сега достигаме тези граници. А това означава, че конвенционалните литиево-йонни батерии никога няма да могат да заредят телефона ви за минути. Те няма да накарат лаптопа ви да издържи с дни или да захранва електрическата ви кола за хиляди километри с едно зареждане.

Просто няма да стане.

Така че, ако искаме нашите телефони, часовници и електромобили да издържат по-дълго и да се зареждат по-бързо, имаме нужда от различна батерия.

Тук идва твърдото състояние – вечната батерия.

Появата на Вечната батерия

При твърдите тела, името говори само за себе си.

Вземате течния електролитен разтвор в конвенционалните батерии и го компресирате в твърдо състояние. Това създава свръхкомпактна твърда батерия. И тъй като има нулево загубено пространство и теоретично безкрайна енергийна плътност, тя издържа много по-дълго и зарежда много по-бързо.

Разбира се, последиците от химията на твърдите батерии са огромни.

Твърдите батерии могат да бъдат ключът към това телефоните ни да издържат в продължение на дни или да зареждат смарт часовниците ни за секунди. Те биха могли да позволят на електрическите автомобили да изминават хиляди километри, без да се налага да се презареждат.

Но производството на твърди батерии не е малка задача. Може би не е изненадващо, че фундаменталната промяна на световната наука за батериите е сложен и скъп процес.

По-конкретно, приемането на твърдотелни батерии по същество не съществува, въпреки теоретичното им превъзходство, поради две основни причини:

1. Те са изключително скъпи за изработка. Това се дължи на скъпите разходи за аноди, липсата на производствен мащаб и липсата на разбиране за това кои твърди електролитни разтвори работят най-добре за батерията.

2. Те са склонни към късо съединение поради нещо, наречено „дендрити“. Това са малки пукнатини, които се образуват в твърдото електролитно вещество с течение на времето, което прави батерията безполезна.

Никой все още не е осъзнал как да отстрани тези препятствия и по достъпен начин (или устойчиво) да направи масово ефективни твърди батерии.

Досега.

Водещи технологии в индустрията на QuantumScape

Един малък, неизвестен стартъп въведе революционен технологичен процес, който ще позволи на твърдите състояния да се превърнат в разрушителна реалност.

Тази компания ще промени из основи нашия свят – и ще отключи огромни печалби за акционерите по пътя, категоричен е Ланго.

Няколко обещаващи стартъпа постигнаха значителен технически напредък през последните няколко години в изграждането на жизнеспособни, ефективни твърди батерии. Но само един от тях – QuantumScape (QS) – по същество е решил проблема.

По-конкретно, QuantumScape е измислил как да намали разходите за твърди батерии и да елиминира проблема с дендритите.

Нещо повече, компанията е използвала дизайн на акумулаторни клетки без анод. Тя елиминира разходите за производство на аноди и води до 17% по-ниски разходи за батерии от традиционните литиево-йонни батерии.

Компанията също така е разработила рационализиран процес за набавяне на материалите си. И това трябва да позволи мащабируемо и рентабилно производство на твърди батерии.

Правейки ги много по-евтини и много по-лесни за производство, тя проправя път за електрическите автомобили да заменят традиционните превозни средства.

Междувременно патентованият дизайн на компанията включва керамичен електролит с висока „дендритна устойчивост“. Следователно, батериите на QuantumScape нямат дендритни проблеми.

По този начин QuantumScape се занимава с двата най-големи недостатъка на химията на твърдите батерии. И се позиционира, за да създаде нов клас батерии за електромобили, които са много по-евтини, издържат много по-дълго и се зареждат много по-бързо от традиционните литиеви йони.

Успех в твърдо състояние

Това е нещо повече от „разговор“. QuantumScape го подкрепя с реални данни.

През декември 2020 г. компанията пусна данни за производителността на своята технология за вечни батерии. И в общи линии подчертава, че тези батерии са пълна промяна на играта.

Данните, базирани на тестване на еднослойни батерийни клетки, показват, че батериите на QuantumScape:

• С зареждат много бързо – можете да ги презаредите до 80% капацитет само за 15 минути.
• Траят вечно – те са способни да издържат стотици хиляди километри.
• Работят във всякакви условия – батериите работят дори при тест при -30 градуса по Целзий.

И това бяха само данни, базирани на не особено задълбочени тестове.

В края на 2021 г. QuantumScape показа, че нейната вечна батерия работи в 4-слойни формати до 800 цикъла на зареждане. Едно тримесечие по-късно компанията мащабира успешните резултати до 10-слойни батерии до 800 цикъла. По-рано тази година компанията успешно демонстрира успешните резултати на 16-слойната си батерия в над 500 цикъла.

Всъщност това са тотално променящи играта функции в света на батериите за електромобили.

Революционната технология на QuantumScape

Д-р Стан Уитингам е съизобретател на литиево-йонната батерия и носител на Нобелова награда за химия за 2019 г. И той казва:

„Ако QuantumScape може да вкара тази технология в масово производство, тя притежава потенциала да трансформира индустрията“.

QuantumScape не просто разполага с най-добрата технология в индустрията за вечни батерии. Тя също така разполага с достатъчно талант, ресурси и партньорства, за да гарантира, че поддържа своето предимство.

Начело на ръководството е бившият основател на Infinera (INFN), който също е завършил Станфорд. Екипът по същество е подбрана група от най-добрите сред най-добрите физици от Станфорд и Бъркли. Всъщност, главният научен директор на компанията е председателят на машиностроенето в Станфорд.

Междувременно Volkswagen – най-големият автомобилен производител в света, ангажиран с електрифицирането на портфолиото си от автомобили – наля 100 милиона долара в QuantumScape. Компанията се ангажира да използва твърдите батерии на компанията в своите автомобили до 2025 г.

Списъкът на ранните инвеститори на компанията включва и Бил Гейтс.

В същото време компанията е набрала над 1.2 милиарда долара чрез финансови кръгове. Volkswagen също има много пари, които да хвърли в компанията. Както и Бил Гейтс.

Като цяло, QuantumScape има достатъчно ресурси и не трябва да се тревожи за изгарянето на пари днес. Вместо това тя може да се съсредоточи върху дългосрочната си цел да се превърне в повсеместен, най-добър по рода си доставчик на твърди батерии.

Като цяло, от главата до петите, QuantumScape е толкова добра, колкото е възможно това, когато става въпрос за производители на твърди батерии.

Последни думи за вечната батерия

Голямата картина: техническият напредък, постигнат в химията на твърдите батерии, не се преувеличава. Законно е. Случва се. И през следващите няколко години тази нововъзникваща технология завинаги ще промени индустрията на електромобилите. Също така ще промени завинаги и целия електронен свят.

Някои от най-големите победители на фондовия пазар през 2020 г. ще бъдат производителите на батерии в твърдо състояние, коментира анализаторът.

QuantumScape се предвижда като един от тези мега-победители. Но няма да е сама. И всъщност няма да бъде най-големият победител в пространството за електрически превозни средства. Всъщност Ланго вижда това като началото на масивен енергиен преход.

*Материалът е с аналитичен характер и не е съвет за покупка или продажба на финансови активи на фондовите пазари.

Още по темата:

JPM: Фокусирайте се върху оценките!

Шест компонента на Dow с трудно лято