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行業(yè)心心念的電動(dòng)汽車固態(tài)電池什么時(shí)候量產(chǎn)？答案是2024年,。 初創(chuàng)公司QuantumScape舉辦了線上電池展“Showcase”,，首次對外披露了其固態(tài)電池測試數(shù)據(jù)，除管理層外,，還邀請到了19年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主以及前特斯拉合伙人CTO站臺(tái),。 成立于2012年的QuantumScape，已得到了大眾,、大陸,、上汽等眾多車企的投資和背書，特別是與大眾建立了合資廠,。  汽車人參考參加了這次線上會(huì)議,，這里為讀者全面分享有關(guān)固態(tài)電池的最新進(jìn)展,，全文邏輯Why-How-What。 1. 為什么是固態(tài)電池（Why）目前電動(dòng)汽車用的鋰離子電池,，無論是正極三元高鎳或NCA,，負(fù)極采用石墨或者石墨/硅體系，質(zhì)量能量密度已到了天花板（300Wh/kg）。 而要繼續(xù)實(shí)現(xiàn)能量密度的突破,，采用金屬負(fù)極是其中一種可能,，也就是鋰金屬電池，能量密度可以做到500-600Wh/kg的水平,。  而鋰金屬電池需要用到固態(tài)電解質(zhì),，它也是非常熱門的研究領(lǐng)域,。 材料體系繁多，性能各異,，大體又可以分為有機(jī)物（聚合物）和無機(jī)物（硫化物和氧化物）兩大類,，但是這些材料在滿足快充、循環(huán),、低溫,、成本等方面均存在巨大挑戰(zhàn)。  在過去的40年里，還沒有一家公司能夠制造出能同時(shí)滿足這些要求的產(chǎn)品,。 2. 無負(fù)極和固體分離器是核心（How）汽車人參考認(rèn)為,，QuantumScape的固態(tài)電池主要由兩項(xiàng)核心技術(shù)組成： 一是“無負(fù)極”的制造工藝，鋰金屬負(fù)極不是在電池制造過程中形成的,，而是在電池充電時(shí),，由鋰離子在金屬箔片聚集而形成的，且該過程可逆,，能實(shí)現(xiàn)多次循環(huán),。 二是采用了陶瓷材料的固態(tài)分離器（Solid-State Separator），代替了液態(tài)有機(jī)電解質(zhì)以及多孔隔膜,。  3. 密度,、倍率,、壽命、成本,、安全全方位突破（What）“無負(fù)極”直接去掉了石墨/硅的主體材料,，帶來的好處是非常明顯的： 1. 顯著提高電池的體積能量密度至1000Wh/L，質(zhì)量能量密度至500Wh/L,； 2. 消除了負(fù)極主體材料中鋰離子的擴(kuò)散瓶頸,，實(shí)現(xiàn)了4C充電倍率,，15分鐘從0至充至80%快速充電； 3. 降低了負(fù)極界面的容量損失,，延長了使用壽命（800次/90%）,； 4. 降低了制造和原材料成本，總體成本相比于現(xiàn)在鋰電池還降低了17%,。  而另一個(gè)殺手锏“固態(tài)分離器”,，本身質(zhì)地堅(jiān)固且具有柔性。 它與傳統(tǒng)鋰電池正負(fù)極間的液體電解質(zhì)一樣,，主要功能是在電池充電和放電時(shí)將鋰離子從一端輸送到另一端,。 同時(shí)，由于其本身不可燃,，還起到了屏障的作用,，即使在非常高的電流密度下，能抵抗負(fù)極鋰枝晶的形成,，解決了鋰電池因枝晶而導(dǎo)致內(nèi)短路的業(yè)界難題,。  鋰離子電池的共同發(fā)明人,、2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主Stanley Whittlingham表示，制造固態(tài)電池最困難的部分是需要同時(shí)滿足高能量密度,、快速充電,、長循環(huán)壽命和寬溫度范圍工作的要求。 QuantumScape的測試數(shù)據(jù)均滿足所有這些要求,，這是以前從未報(bào)道過的,。如果這項(xiàng)技術(shù)投入大規(guī)模生產(chǎn)，它就有可能改變整個(gè)行業(yè),。  4. 10年磨一劍（啟示）在分享會(huì)上,，QuantumScape稱自己花了10年的時(shí)間和3億美元研發(fā)費(fèi)用，才找到了一個(gè)符合要求的'固態(tài)分離器',，期間經(jīng)歷了超過200萬次的測試,。 與之相比，我們做事情是不是太著急了,？ 而且QuantumScape表示,，這種材料價(jià)格便宜,，被大規(guī)模應(yīng)用在其他領(lǐng)域，很容易買得到,。  根據(jù)QuantumScape的時(shí)間表,，其產(chǎn)品目前處于車企樣件測試階段,，預(yù)計(jì)2024年中旬實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，產(chǎn)能為1GWh,；而20GWh的產(chǎn)能將會(huì)在2026年中旬落地,。  5. 汽車人參考點(diǎn)評目前市場主流鋰離子電池系統(tǒng)已基本滿足能量密度（續(xù)航大于500公里）、循環(huán)性（壽命12年）,、安全（不起火爆炸）的市場要求,。 QuantumScape固態(tài)電池最大的亮點(diǎn)在于快充以及比當(dāng)前鋰離子電池更低的成本，而且原材料易于得到,。 如果加上固態(tài)電池在能量密度、安全性上天然上的優(yōu)勢,，那么這足以改變整個(gè)游戲規(guī)則。 如果真的能在2025年前實(shí)現(xiàn)商業(yè)落地,，必然對整個(gè)行業(yè)的發(fā)展有重大意義，而與之相配套的產(chǎn)業(yè)鏈可能會(huì)面臨洗牌和重構(gòu),。
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