从QuantumScape和辉能看固态电池推进的时间表

上周四QuantumScape通过借壳拟在纽约证券交易所上市，这家公司可能大家并不很熟悉，但是它的投资人有几个是新能源汽车较熟悉的，包括特斯拉的前CTO 斯特劳贝尔，徳国大众，以及国内的上汽，这也是大众汽车继投资NorthVolt、国轩高科之后，又一个在动力电池领域的大手笔投资：

• NorthVolt: 2019年6月13，9亿欧元，获得20%股份+合资公司；

• 国轩高科：2020年5月29号，11亿欧元，获得股份26.47%；

• QuantumScape：2018年~2020年6月，大众累计投资3亿美元。

关键时间点：2025

我们从QuantumScape对投资者的沟通来看，QuantumScape目前已经完成了技术准备，开始为大规模量产做准备，整个计划包括四个阶段，分别为：

• 产品验证：2021/2022年完成产品的开发与验证，2022/2023完成整车的样品测试；

• 1GWh试制线（QS-1）：2023年1GWh的试制线完成，初期（2024年）产能0.25GWh，随后（2025年），产能爬坡至0.75 GWh，最后于2026年达到1G Wh的产能；

• 20GWh产线（QS-1）：2025年产线建设完成并SOP，初期（2026年）产能5 GWh，随后（2027年），产能至15 GWh，最后于2028年产能达到20 GWh；

• 70GWh产线（QS-2）：2026年产线完成，次年产能30 GWh，2028年产能达70GWh。

国内走得相对较快的是台湾辉能，从今年辉能在对外沟通中的信息来看，按照计划它将于2021年完1GWh（准固态电池）产线建设，2023年全固态锂金属电池量试产，2024年量产。这个与辉能2019年披露的计划（如下图）基本吻合，它在电动汽车产业化这块确实走得相对较快，这一方面也与国内车企愿意配合的力度有关。

丰田之前也曾表示将于2025年开始量产固态电池，并且原计划今年6月在东京奥运会展示样车，这个节奏与上图中的规划也基本符合，它在2022年应该会完成小试和中试。

从大众的规划来看，采用全固态电池的时间与QuantumScape基本一致，从2025年开始，这意味着在此之前要完成所有的技术准备与验证工作。

其他电芯和整车企业尚没有看到公开的具体量产时间或计划，所以保守地讲，在2025年之前全固态电池很难进入实质性量产应用。

为啥搞固态电池

之所以要搞固态电池，主要是为了解决（液态）锂离子电池两个本质上无法克服的问题：安全性和比能，前者的问题尤其迫切。

当前的锂离子电池由于电解质为液态，它的化学/电化学/热稳定性是非常差的，它的电解质界面也是稳定性是为差的，并且易燃，很容易发生内短路并起火爆炸。

固定电解质牺牲了导电率（固态电解质的导电率比液态电解质要低2-3年数量级，因此，如果没有其他层面的改进，固态电池的比能并不比液态高），换来了相对化学/电化学和热等更为稳定的电池，同时它的电解质界面也更稳定，易燃性极低。

与当前锂离子的多条技术路线类似，固态电池本身也处于混战之中，还没有跑出明显的优胜者，从宁徳时代的分析来看（来自2018年），无机固态电解质的阵营相对大，玩家中的巨头也多。但这其中也分不同技术，像丰田和CATL选择的锂硫路线，而辉能则是氧化物路线。

当前主流的4类固态电池优缺点如下：

QuantumScape在负极的技术相对领先，已经采用了锂金属。

另一个是比能，液态锂离子尽管导电率高，但由于正负极材料的限制，它的比能天花板太低，让电动汽车摆脱掉里程焦虑，非常的吃力，尤其是伴随着高安全风险。

有意思的是，马斯克在对QuantumScape对锂离子电池比能的估计（约300Wh/kg），进行了评轮，认为它至少低估了1/3，据此我们粗略的估算下，马斯克目前应该得到了400Wh/kg的锂离子电池技术，这是两周之内马斯克就400Wh/kg的锂离电池二度发声。

单就比能来看，在正负极没有改变的前提下，固态电池并没有优势，甚至比能还要低些，从下面辉能的比能规划可以看出来，其2025年才达到335Wh/kg。

QuantumScape官方的质量比能我还没有看到，只看到给出的系统体积比能，这个国内并不是做为主要指标。媒体上报道的比能是高于400Wh/kg，这是一个不错的水平。

对高比能的追求是不会停歇的，“够用”对于消费者来说是意料之中平庸特质，而“超级续航”则是惊喜！

但是否“低价诚可贵，续航价更高，若为安全故，二者皆可抛”？

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