Inginerii QuantumScape au inaugurat producţia pilot a bateriei lor cu stare solidă, dezamăgind prin detalii din compoziţia acesteia

QuantumScape e una din companiile care munceşte de cel mai mult timp la bateriile cu stare solidă, având grupul VW ca unul din primii acţionari principali, iar noi am scris despre evoluţia dezvoltării bateriilor acestor de multe ori pe parcursul ultimilor ani. Acum, însă, la început de an 2026, industria bateriilor a fost de-a dreptul bulversată de finlandezii de la Donut Lab, care au anunţat bateria lor cu parametri incredibili, gata de producţia de serie deja. Chinezii s-au pus pe jar după asta şi doar în ultima lună au anunţat o mulţime de progrese imense spre producţia de serie, deşi în toamna anului trecut marile companii chinezeşti spulberau speranţele şi ne îndemnam să nu aşteptăm prea curând bateriile cu stare solidă. În 2026, totul a început să se mişte cu o viteză ameţitoare, iar QuantumScape nu putea rămâne în afara acestei agitaţii din industrie. Aşa că acum cei de la QuantumScape au inaugurat noua lor linie de producţie Eagle Line pentru bateriile cu stare solidă la sediul lor central din San Jose, SUA, şi odată cu asta au dezvăluit şi noi detalii curioase — unele intrigante, iar altele dezamăgitoare.

Foto: Celulele bateriei cu stare solidă QuantumScape

În primul rând, cititorii noştri fideli ar putea avea un deja-vu cu producţia pilot de la QuantumScape şi să se întrebe dacă n-a mai existat un asemenea anunţ în trecut. A existat. După ce în ianuarie 2024 QuantumScape anunţa rezultatele testelor cu bateriile sale, menţionând că acestea rezistă 500.000 km fără o degradare notabilă, în luna martie 2024 aceeaşi companie anunţa că a demarat producţia bateriilor de test şi a furnizat primele baterii cu stare solidă către producătorii auto, pentru ca aceştia să le poată testa pe modelele şi prototipurile lor. Tot atunci QuantumScape promitea producţia de serie până la finele aceluiaşi an, 2024.

Azi suntem în 2026, la doi ani distanţă, iar compania încă nu are producţie de serie promisă şi anunţă startul producţie pe o linie de asamblare pilot, numită Eagle Line, despre care spune că are procese cu un grad de automatizare înaltă şi mai spune că bateriile produse vor fi furnizate clienţilor potenţiali pentru testare şi integrare pe modelele lor, dar şi pentru demonstraţii tehnologice. E exact acelaşi scop anunţat acum doi ani. Ce s-a întâmplat între timp, atunci? N-au testat acei producători până acum bateriile? Dacă a mai evoluat un pic procesul de producţie al acestei linii, ceea ce auzim azi nu pare un salt tehnologic, ci doar o amintire despre existenţa proprie în contextul unei industrii care pare să fi început brusc a galopa în dezvoltare. Iar cei de la QuantumScape au consumat până acum peste 10 ani în dezvoltarea acestor baterii, cu 2 milioane de teste pretinse şi cu peste 300 milioane de dolari consumaţi doar în R&D.

Mai mult ca atât, în luna iulie 2024, cei de la QuantumScape anunţau că vor licenţia grupul VW să producă baterii cu stare solidă pentru până la 1 milion de maşini electrice anual, fapt care trebuia să aibă loc prin compania PowerCo. Acest fapt trebuia să se întâmple pe parcursul anului 2025 şi nu s-a întâmplat nici asta.

Şi tot în 2024, de această dată în decembrie, QuantumScape a anunţat mai multe detalii şi parametri de seriei ai bateriei lor cu stare solidă, numită QSE-5. Noua baterie urma să aibă o densitate energetică de 844 Wh/l şi 301 Wh/kg şi era promisă pentru producţia de serie deja pentru 2025. Au anunţat şi dimensiunile unei celule, dar şi presiunea neaşteptat de mică pentru acest tip de baterii, de 3,4 bari.

Noi am menţionat în alte articole cu păreri mai sceptice despre bateriile cu stare solidă, cum ar fi cel cu menţiunile şefului Panasonic, că presiunea mare e impusă bateriilor cu stare solidă din cauza faptului că electrozii nu pot contacta la fel de bine şi stabil cu electrolitul, cât şi aceşti electrozi, şi electrolitul e solid. La o maşină există vibraţii permanente, care pot reduce suprafaţa de contact. Iar pentru a minimiza acest risc, e nevoie de presiune mare, majoritatea optând pentru 10-50 bari.

Presiunea de doar 3,4 bari era explicată şi anterior, dar şi acum, de către cei de la QuantumScape prin electrolitul lor genial, cu compoziţie ceramică, dar flexibilă, care reuşeşte să păstreze un contact bun cu catodul la presiune mai joasă, iar anodul lipseşte cu desăvârşire în celula QuantumScape.

Foto: Electrolitul solid, cu compoziţie ceramică, dar flexibilă, al QuantumScape

Electronii de litiu sunt stocaţi cu toţii în catod când bateria de descărcată, iar pe măsură ce bateria e încărcată, ionii de litiu migrează prin electrolit şi încep a se depune după hotarul acestuia formând anodul şi „crescându-l” de fiecare dată. E litiu pur, iar acest litiu crescând modifică uşor volumul celulei încărcate, faţă de una descărcată.

Pentru a face faţă acestei schimbări de volum, celula QuantumScape e o soluţie hibridă între construcţia prismatică şi cea de tip plic. Laturile laterale sunt dure, formând carcasa, dar electrozilor e uşor flexibilă, în special la anod, pentru a permite modificarea de volum. E uşor contraintuitiv să înţelegem o celulă care are 3,4 atmosfere în interior pentru a menţine catodul lipit de electrolit, dar în acelaşi timp admite o creştere de volum printr-un perete flexibil. Dar inginerii spun că totul e calculat la gradele corecte de elasticitate şi rezistenţă.

Toţi aceşti parametri au rămas neschimbaţi şi acum, în momentul inaugurării liniei de producţie. Prezent la inaugurare, Dr. Tim Holme, CTO şi cofondator al QuantumScape, a declarat că datorită lipsei anodului ca atare, eficienţa unui ciclu de încărcare la bateriile lor e 99,96% — asta e proporţia de electroni de litiu care revin înapoi la descărcare, faţă de cei care au migrat dincolo la încărcare. Acest randament ciclic pare admirabil, dar în viaţa reală el înseamnă între 800 şi 1.000 cicluri până la o degradare care să treacă sub 70%. De aici vine, probabil, estimarea cu 500.000 km durată de viaţă testată, dacă luăm în considerare 500 km per ciclu. Totuşi, anterior se menţiona că după 500.000 km nu există o degradare vizibilă, nu una până la 70%. Deci e o diferenţă mare.

Tot Dr. Tim Holme, însă, a fost întrebat acum dacă bateria e una complet cu stare solidă. „La nivel de electrolit — da”, a fost răspunsul. Electrolitul QuantumScape e marea invenţie, reuşind să înglobeze ceramică, dar să fie flexibil şi reuşind să fie produs printr-o proces industrial mai rapid şi mai ieftin. Doar că tot Dr. Tim Holme a mai declarat: „La nivel de catod, avem catholyte integrat în materialul catodului. Ştiţi, materialele catozilor nu conduc prea bine ionii de litiu de unele singure, şi era nevoie de acest catholyte — în esenţă un mediu electrolit lichid îmbibat în materialul catodului, pentru a asigura conductivitatea necesară”.

Doar că asta e o mare diferenţă. Aplicarea acestui electrolit lichid îmbibat în catod explică presiunea mai joasă — dacă anterior lichidul din electrolit asigura conectivitatea, acum lichidul din catod asigură acea conectivitate dorită. Însă prezenţa lichidului face ca bateria să nu mai fie imună la incendii, cum trebuiau să fie cele cu stare solidă. Şi dacă are lichid în catod, nu mai e nici imună la temperaturi joase.

Ca şi clasificare tehnică, bateria e una cu stare solidă, nu semisolidă, pentru că de obicei criteriul e în tipul electrolitului, nu cel al catodului. Însă efectiv bateria QuantumScape n-a scăpat total de lichid în compoziţia sa, ci doar l-a mutat din electrod în catod. Şi când rezultatele finale dau o densitate energetică decentă, dar nu uluitoare, şi viteză de încărcare de la 10% la 80% în tocmai 15 minute, pe care o pot atinge deja şi bateriile LFP obişnuite sau chiar NMC, atunci ajungem să ne întrebăm la ce bun a fost necesar tot efortul şi de ce ar risca un producător auto să încorporeze aceste baterii, dacă ele nu aduc un beneficiu net uriaş, care să justifice schimbarea şi oricum au, de fapt, lichid în ele?

În comparaţie cu parametrii bateriei Donut Lab, ceea ce vedem aici sunt cifre mult mai modeste. Ceea ce anunţa Donut Lab nu e obţinut de nicio altă baterie din lume, fiind la distanţă uriaşă în durata de viaţă şi performanţe, doar că şi acolo lucrurile erau puse la îndoială, chiar de către oamenii de ştiinţă din Finlanda.

Foto: Parametrii bateriei finlandeze

Aici, totul pare dezvoltat mult mai metodic, făcut pas cu pas, cu documentaţie de testări şi evaluări de la terţe părţi, doar că, la cât de lent ajunge bateria QuantumScape în producţie, ea nu mai pare deja revoluţionară. CTO-ul QuantumScape se justifică spunând că până la urmă oamenii nu vor cumpăra o maşină electrică pentru că bateria are un anumit tip, cu stare solidă sau nu, ci pentru performanţele acesteia. Aici el are dreptate, doar că propria declaraţie devalorizează propria muncă şi misiunea întregii echipe de ingineri pe care o conduce, de a fi muncit peste 10 ani tocmai pentru că era de o importanţă principială să se ajungă la o formulă cu stare solidă. S-a ajuns la o formulă de compromis până la urmă. Iar compromisul a dat parametri buni, dar nu excepţionali. Şi în lipsa excepţionalului, nu există nicio claritate când ar urma să aibă loc, totuşi, producţia aia la scară largă adevărată, pe zeci de mii sau sute de mii de maşini electrice.