特斯拉劲敌来了！斯坦福大学科学家创办电池公司市值近500亿美元

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　　编辑／LQ

　　来源：新智元（ID:AI_era）

　　当大家的注意力还停留在特斯拉和马斯克身上时，有一家电池公司「低调」上市了。

　　这就是「固态电池」研发企业QuantumScape. 10年前由斯坦福大学科学家Jagdeep Singh，Fritz Prinz和Tim Holme三人成立。

　　该公司在2020年11月初通过并购肯辛顿资本(Kensington Capital)，以SPAC(特殊目的收购公司)方式进行上市（股票代码为QS）。

　　上市首日即受到市场追捧，首日涨幅超过36%，12月初，在公司展示了其电池突破技术之后，股加速飙涨，到12月底，短短一个多月时间，该股市值已涨到超过「477亿美元」，较合并初始估值33亿美元涨幅超过「13倍」，超过了福特等汽车制造商，以及松下和三星等电池巨头。

　　这家在成立之初就吸引了大众和比尔·盖茨的投资，虽然现在已经上市，但未来「6年内」都不会有显著收益的电池公司为什么能受到如此追捧？

　　QuantumScape固态锂金属电池

　　QuantumScape是一家上市公司，更是一家研究机构。它的研究成果「固态锂金属电池」或能突破现有电动汽车锂电子离子电池的局限，实现更高的能量密度，15分钟80%快充，并且更安全。

　　传统的锂离子电池目前广泛用于智能手机、智能手表、电动汽车等领域，并且占据主导地位。

　　无论是正极三元高镍或NCA，负极采用石墨或者石墨/硅体系，锂离子电池的质量能量密度已到了天花板——300Wh/kg.

　　而要继续实现能量密度的突破，采用金属负极是一种可能，也就是「锂金属电池」，它的能量密度可以达到「500-600Wh/kg」。

　　对「固态电池」的研究迄今为止已经有45年了。锂离子电池共同发明人、2019年诺贝尔化学奖得主Stanley Whittlingham也曾经试图发明固态电池。但在电解质方面一直没有重大突破。

　　锂金属电池所使用的的固态电解质材料体系繁多，性能各异，大体又可以分为有机物（聚合物）和无机物（硫化物和氧化物）两大类，但是这些材料在满足快充、循环、低温、成本等方面均存在巨大挑战。

　　而QuantumScape的「固态锂金属电池」通过「无负极」制造工艺和陶瓷材料的固态分离器实现了突破。

　　「无负极」制造工艺，锂金属负极不是在电池制造过程中形成的，而是在电池充电时，由锂离子在金属箔片聚集而形成的，且该过程可逆，能实现多次循环。

　　「无负极」直接去掉了石墨/硅的主体材料，这样就能显著提高电池的体积能量密度至1000Wh/L，质量能量密度至500Wh/L；

　　消除了负极主体材料中锂离子的扩散瓶颈，实现了4C充电倍率，15分钟80%的快速充电；

　　降低了负极界面的容量损失，延长了使用寿命（800次/90%）；

　　降低了制造和原材料成本，总体成本相比于现在锂电池还降低了17%.

　　「固态锂金属电池」使用陶瓷材料的固态分离器代替了液态有机电解质以及多孔隔膜。

　　其本身不可燃，起到了屏障的作用，即使在非常高的电流密度下，能抵抗负极锂枝晶的形成，解决了锂电池因枝晶而导致内短路的「业界难题」。

　　Stanley Whittlingham表示，制造固态电池最困难的部分是需要同时满足高能量密度、快速充电、长循环寿命和宽温度范围工作的要求。

　　而QuantumScape的测试数据均满足这些要求，这是前所未有的。如果这项技术投入大规模生产，它就有可能改变整个行业。

　　「固态电池」如此颠覆，大众早就锁定了QuantumScape，2012年开始与QuantumScape合作，早期对后者投资超1亿美元并成为其最大的汽车股东，2020年6月又追加投资至多2亿美元，3亿美元的投资占据QuantumScape23%的股份，现在市值近100亿美元。

　　2018年大众和QuantumScape又成立新的合资公司，未来主要为大众集团生产工业级固态电池，除了投资QuantumScape的固态电池，大众的电池布局还包括11亿欧元（约合人民币87.87亿元）入股国轩高科，和头部企业宁德时代和韩国SK Innovation等电池厂商建立长期战略合作伙伴关系。

　　大众如此奋起直追，那特斯拉岂不危矣？

　　马斯克在2020年第三季度的结果报告中表示，从节省电池空间的角度来看，去除传统负极「并不像听起来那么好」。

　　马斯克的怀疑可能也与其自身的电池技术有关，这可能会使其比其他公司更难适应固态电解质。特斯拉使用由滚动电池组成的圆柱形电池，而其竞争对手通常喜欢所谓的棱柱形电池，其中电池可以堆叠。因为固态电池比液态电池更易碎，所以堆叠起来更容易。

　　特斯拉自研电池

　　马斯克一直寻求特斯拉能够实现「电池自由」，据报道，松下CEO津贺一宏经常会接到马斯克的电话或者邮件，「要求降低电池价格」，但是只换来了对方「不排除提高电池售价可能性」的回复，津贺一宏甚至威胁称「我们会考虑把人员和设施全部撤出超级工厂」。

　　倒逼特斯拉不得不选择自建电池厂。

　　特斯拉的电池布局自2014年与松下合建超级工厂开始，一方面锁定产能，另一方面掌握电池生产制造中的核心技术；

　　2016年，处于锂电领域前沿的加拿大Jeff Dahn团队与其签约，为特斯拉提供前瞻性的研究成果；

　　2019年，特斯拉收购超级电容公司Maxwell以掌握干电极技术和超级电容技术；

　　同一年，特斯拉在美国弗里蒙特建立自己的电池实验室和试生产线；

　　2020年，特斯拉启动代号为Roadrunner的电池项目。除此之外，特斯拉与来自于中国、澳大利亚、美国等矿厂巨头签订了协议，以保证原材料供应。

　　2020年特斯拉的「电池日」，宣布了从电芯设计、电芯生产工艺、硅负极材料、高镍正极材料、电芯车辆集成化5各方面开发电池，最终，马斯克认为这个方案能使电池成本减少56%，续航里程增加54%，单位投资额减少69%。

　　至此，特斯拉一步步完成了从原材料布局、电池基础研发、电芯制造到产线建立所有工作。

　　后来的结果证明马斯克在电池日上描绘的蓝图，投资者并不买账，电池日结束后，特斯拉收盘价应声跌落5%。有分析师表示，这是因为特斯拉此前预热的100万英里（160万公里）循环寿命电池没有如期发布。

　　QuantumScape或特斯拉，2021年投资者都需要更有辨别力

　　固态电池的承诺是除去液态电解质，同时也消除了着火的危险。此外，QuantumScape等公司的固态电池体积进一步缩小，所提供的电力进一步增加。这一点也至关重要: 电动汽车长期以来一直受到电池成本相对较高的制约，这使得电动汽车比同类内燃机汽车更为昂贵。

　　英国的固态电池公司 Ilika 的首席执行官 Graeme Purdy 认为，让现在的大多数电动汽车电池工厂适应新技术破坏性不会太大，该公司正在与捷豹路虎合作，以确保平稳过渡。

　　但对特斯拉来说，可能就不一样了。这意味着，迄今为止一直是竞争优势的东西要变成竞争劣势了。

　　如果特斯拉需要改变策略，它确实还有时间。丰田目前可能拥有最先进的固态电池: 它计划在2020年东京奥运会上为原型车提供电力，这项计划推迟了一年，不过丰田目标是到2025年大规模生产。但是这项技术最早也要到2020年代末才能与现在的电池在成本上一较高下。

　　QuantumScape的投资者正在玩一场「长线游戏」。QuantumScape一直到2026年都不会有实质性收入。而且现在也不能保证它的成果会胜过丰田和其他公司。上月公布的测试结果是针对「单层电池」的。而美国私营创业公司 Solid Power 已经在生产多层固态电池了。

　　专注电池行业的分析师Mark Newman指出，「随着固态电池制造进入多层，制造业的挑战会呈指数级增长」。

　　特斯拉和 QuantumScape 等公司的「巨量估值」要求投资者放长眼光，同时也要考虑最坏的情况。

　　但是，「如果」 QuantumScape成功了，特斯拉就可能成为最受打击的公司之一。

　　2020年，投资者几乎投注了所有与电动汽车有关的东西。今年，他们需要更有辨别力。