固态电池制造商QuantumScape今日发布重大进展,他们成功集成了关键制程“Cobra”,可以将电池芯制造速度加快25倍,朝商业化量产再迈进一大步。

固态电池是车用电池的圣杯,这句话相信大家已经听到腻了,毕竟这项技术和理论都已经获得验证,唯一的问题就是如何量产,而且是在合理的成本下大规模生产。除了号称2年内就会做出固态电池的Toyota以外,目前公开资讯增至来,最接近量产的就是大众汽车投资的QuantumScape(以下简称QS)。他们已经不必再宣传固态电池有多好,而是开始分享他们在量产制程上的突破,尤其是固态隔离膜的技术。

介绍他们的新制程之前,先帮大家快速复习一下固态电池的能力。根据QS和大众的原型测试,它的能量密度是市售车用锂电池的2~3倍,寿命则是3倍以上,同时起火风险超低,而且通过50万公里的耐久度测试,简单说就是当今电池界中神一样的存在。

QS今天成功导入的最新制程“Cobra”,是在固态电池生产中最关键的“隔离膜”部分,它的作用是分隔电池的正负极,位置就在下图中的蓝色部分。

固态电池结构示意图,左边是QS陶瓷隔离膜,右边则是硫化物隔离膜。(source:QuantumScape)

固态电池的隔离膜要同时扮演隔离正负极,以及让离子流通的电解质角色,如何在工作温度下,维持传导性,又不产生裂解,是最为困难的挑战。有些厂商推出的“半固态电池”,就是回避这个挑战,本质上其实和现有的锂离子电池没有太大差异。

2年前,QS宣布他们成功在产线上导入了“Raptor”制程,可以在生产线上连续热处理隔离膜,减少总热能消耗,在这个基础上完成了QSE-5原型电池的小规模量产,也因此获得大众支持,签署了量产电池协议。现在他们则在Raptor的基础之上,再次成功导入Cobra制程。

技术细节当然没有公开,不过根据QS首席技术官Tim Holmes说法,Cobra的热处理速度比Raptor快了25倍,同时它占用生产线空间更小,需要的能耗更低,正式导入生产线后,QS现在已经具备Gigawatt等级的量产能力。

规模、速度和成本,是固态电池商业化量产的决定因素,如果QS真的完成了GW级别的生产能力,那么要实现每年供应40 GWh固态电池给大众汽车,就只剩下资金问题了。

(首图来源:QuantumScape)