这家盖茨支持的创企才是特斯拉劲敌?或掀开电池领域新篇章

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腾讯科技讯今年9月初 , 估值约43亿美元的神秘电池初创公司Quantumscape宣布将于第四季度在纽约证券交易所上市 , 震惊了整个电池和电动汽车行业 。 如果计划进展顺利 , 包括大众和比尔·盖茨(BillGates)在内的投资者将在对该公司约5亿美元的押注中获得可观的利润 。 这是最重要的转变 , 首次公开募股(IPO)将有助于推动电动汽车的大规模商业化 。
令人惊讶的是 , 整件事都建立在一个仍然不确定的基础上:Quantumscape曾做出个轰动一时的断言 , 用纯金属锂制造固态电动汽车电池已经近在咫尺 , 但却没有得到外部科学家的证实 。 纯金属锂是一种珍贵的材料 , 数十年来一直是全球科技竞赛的主题 。 Quantumscape表示 , 为了上市 , 它将使用一种越来越流行的、名为SPAC的财务安排 。 这是一种“快车道”策略 , 可以加快上市速度 , 同时避免通常的披露财务细节要求 。 这种数据精简的方法完全符合Quantumscape长期以来以痴迷于隐身著称的名声 , 并不一定意味着任何粗略的东西 。
但它确实迫使专家(更不用说外部投资者和其他所有人)或多或少地信任Quantumscape及其新合作伙伴 , 即已经上市的空壳公司肯辛顿资本收购公司 。 按照SPAC的规则 , Quantumscape将与后者合并 。 习惯了无营收初创公司进行IPO的华尔街 , 似乎对遇到一家没有营收或产品证据的公司时似乎并不担心 , 肯辛顿的股价在宣布这一消息的9月3日翻了一番 。
新式超级电池
但对电动汽车和电池公司来说 , 盲目信任是个相当大的挑战 。 1883年 , 托马斯·爱迪生(ThomasEdison)曾宣称电池行业是“股票骗子”的专属领域 , 而过去十年是个典型的高额索赔和彻头彻尾的欺诈时期 , 供应商生产时髦的电动汽车概念车和据称具有开创性的电池为其提供动力 。 现在 , Quantumscape推出了幻灯片演示 , 称与传统锂离子电池相比 , 其电池将推动大众市场电动汽车续航增加约90% , 充电甚至可在15分钟内完成 , 而且成本低于现有的电池 。 Quantumscape表示 , 大众计划在2025年之前为部分车辆配备其电池 。
这些都是对具有异常快速部署能力的革命性电池的描述 , 问题是Quantumscape和大众真的能做到这一点吗?在接下来的几周里 , 电池和电动汽车社区表达了他们的怀疑 。 在极短的时间内 , 将一个早期的、完全实验性的电池系统转变为商业规模的工厂似乎仍然面临着深刻的挑战 。
无论是在网上铺天盖地的闲聊中 , 还是在与学术、行业和咨询专家的谈话中 , 都没有人怀疑Quantumscape落入了爱迪生抨击的阵营 , 即这些公司属于“欺骗公众的机制” 。 没有人相信该公司电池能够在规定的最后期限前进入大众2025年的电动汽车市场 。 尤其令人不安的是 , Quantumscape没有披露任何数据 , 让任何人都可以评估它的说法 , 特别是考虑到这种保密性始终是过去十年来最臭名昭著的电池骗子的标志 。
SolidPower是Quantumscape的领先竞争对手 , 得到了宝马(BMW)、福特(Ford)和现代(Hyundai)的支持 。 SolidPower首席执行官道格·坎贝尔(DougCampbell)为自己的初创公司辩护时表示 , 最终谁会让第一款金属锂动力电动汽车上路 , Quantumscape、他自己的公司抑或是其他公司 , 目前还没有定论 。
以丰田为例 , 该公司也曾表示 , 预计到2025年将部署一款金属锂电池驱动的汽车 , 尽管它仍需降低成本 。 当坎贝尔被问及是否会被Quantumscape超越时 , 他回答道:“他们是怎么抢在我们前面的?他们有没有在创造性的融资计划上抢先一步?那是一场我们甚至没有参加的比赛 。 ”
一时间 , 电动汽车和未来电池风靡一时 。 自2008年以来 , 埃隆·马斯克(ElonMusk)和他的电动汽车公司特斯拉(Tesla)在很大程度上占据了这个领域的主导地位 。 通过在加州弗里蒙特举行网络直播的“电池日”活动 , 马斯克证明了他仍然是这个领域举足轻重的存在 。
但是 , 被特斯拉惊人的成功从昏昏欲睡中惊醒过来后 , 大批竞争对手正在紧盯着马斯克 。 随着内燃机逐渐成为20世纪和21世纪初的遗迹 , 为了争取主导地位 , 各大汽车制造商宣布计划在未来五年内推出数十款电动汽车 。 小型电动汽车和电池初创公司也宣布了类似的计划 , 它们不是一家SPAC的目标 , 而是至少10家 , 除了一家之外 , 几乎没有任何收入 , 但加在一起 , 它们的平均估值为18亿美元 , 相当于“独角兽”的地位 。
现在还不可能知道谁会赢得电动汽车竞赛 , 甚至是在这场竞赛中幸存下来 , 但美国领先的汽车制造商感到不舒服的一个迹象是 , 他们与某些初创公司建立了合作伙伴关系 , 转向了安全地带 。 这些合作包括大众和Quantumscape、福特和豪华皮卡制造商Rivian、通用汽车公司和另一家刚刚上市的电动卡车公司尼古拉(Nikola) 。
然而 , 电池竞赛可能是最重要的 。 电池占电动汽车成本的三分之一到一半 , 如果你的目标是使汽车成为主流产品 , 那么在能量密度和成本方面的持续进步至关重要 。 地球上几乎每一辆电动汽车都主要是由锂离子电池提供动力的 。 虽然锂离子电池是40年前在牛津大学发现的 , 但它们仍然是商业使用中最先进的电池 。 事实上 , 锂离子正处于一项关键突破的风口浪尖上:通过给予电动汽车与传统燃油汽车同等的成本 , 让电动汽车跨越一个关键的消费者障碍 。 如果它们的价格相同 , 电动汽车在跨界SUV和皮卡等热门类别的销量可能会激增 。
但在一个2019年售出9000万辆新车的全球行业中 , 电动汽车到底会变得多大 , 这一点仍然存在疑问 。 相比之下 , 去年全球电动汽车销量约为210万辆 , 仅占总销量的2.3% 。 为了获得更高份额 , 汽车制造商需要打入中等价格市场 。 在这个市场上 , 汽车价格低于3万美元 。 这就解释了为什么人们疯狂地寻找锂离子电池之后的下一种电池的原因 , 一种基于金属锂的电池 , 这种电池可以让电动汽车变得便宜得多 。
新材料新设计
用纯锂金属制造电动汽车电池的追求回到了它的基本性质 , 它是元素周期表中最轻的金属 , 因此可以大量填充到小型移动电池中 , 在不拖累它所驱动的产品的同时储存大量能量 。 但这始终是个危险的追求 , 因为金属锂与水分子高度反应 , 使其具有爆炸性 。 过去十年里 , 波音(Boeings)、三星(Samsung)智能手机和特斯拉ModelS上的锂离子电池都着火过 。 当被称为枝晶(dendrites)的生长物让锂离子电池的正负电极相互接触时 , 锂离子电池也会发生致命的短路 。 30年来 , 美国能源部花费了数千万美元资金 , 试图解决这些缺陷 , 并允许创造一种商业金属锂电池 , 从而打开美国电动汽车的大众市场 。
研究人员始终在尝试的领先解决方案是“固态”电池 。 这个想法是取消液体电解质 , 即位于两个电极之间的电池中介层 , 取而代之的是一种不可燃的固体 。 这将消除易燃性问题 。 但固体电解质有其自身的技术问题 , 特别是它对枝晶的敏感性 , 即会使电池短路的尖峰生长 。
2010年 , 芝加哥郊外的阿贡国家实验室(ArgonneNationalLaboratory)化学家杰克·沃伊(JackVoke)获得了能源部为期三年的拨款 , 以解决锂金属难题 。 沃伊知道 , 使锂金属加工的关键是将其沉积在铜集电器的表面上 , 该表面光滑 , 没有任何隆起、起伏或任何类型的缺陷 。 如果有任何这样的缺陷 , 它们必然会长成致命的枝晶结构 。
【这家盖茨支持的创企才是特斯拉劲敌?或掀开电池领域新篇章】不仅如此 , 锂还必须能够在电池的充放电循环中来回穿梭 , 而且每次都要一次又一次地平坦地沉积在电流收集器上 。 它不会留下任何皱纹、细纹或皱褶 。 但无论如何 , 芝加哥郊外的电池投资公司VoltaEnergyTechnologies首席技术官大卫·施罗德(DavidSchroeder)说:“这不是一帆风顺的 , 而是一团糟 。 ”施罗德与沃伊在该项目上进行了合作 。 2013年 , 该项目以失败告终 。
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