Varför QuantumScape-investerare fortfarande väntar på nya elbilsbatterier

Elfordonsutrymmet har sett en handfull imponerande börsdebuter de senaste åren, men batteristart QuantumScape De första veckorna av handel var anmärkningsvärda även med EV-aktiestandarder.  

QuantumScape, som grundades 2010, blev börsnoterat genom en fusion med ett specialinriktat förvärvsföretag, eller SPAC. Dess aktie steg med 49 % under sin första handelsdag i november 2020 och hade stigit till en högsta nivå på 131.67 USD den 22 december – en vinst på över 400 % på mindre än en månad.

Den körningen gav QuantumScape en iögonfallande värdering på 54 miljarder dollar, driven av investerarnas spänning över företagets solid-state batteriteknologi, så kallad för att den gör bort den brandfarliga vätskan eller gelelektrolyten som finns i dagens litiumjonbatterier. Dessutom skadade det inte den biljätten Volkswagen var en stor investerare, eller att Bill Gates också hade tagit en andel.

Men hypen som omgav företaget i slutet av 2020 verkar nästan ha torkat ut, med den en gång glödheta aktien som tappade omkring 92 % av sitt värde från det rekordhöga.

QuantumScape står fast vid de höga påståenden de gjorde 2020 och säger att dess batterier fortfarande är på väg att börja produceras om några år. Men företaget står inför en lång, kontantintensiv testväg. Konkurrensen bara hårdnar och Wall Street väntar fortfarande.

Investerare kan ha gått vidare, men bilindustrin tittar fortfarande på: Förutom Volkswagen sa QuantumScape att de nu har tre andra biltillverkarespartners som har skrivit på för att testa företagets batterier. Än så länge är dessa biltillverkarna namnlösa.

Det är inte svårt att se varför biltillverkare är så intresserade av solid-state batteriteknologi. Dagens litiumjonbatterier är generellt sett ganska pålitliga, men deras storlek, vikt och laddningstider gör dem mindre än idealiska för elfordon. Och även om elbränder är sällsynta, tenderar de att vara intensiva och svåra att släcka, delvis på grund av att litiumjonbatterier kan brinna i timmar.

Batterierna som QuantumScape arbetar med att utveckla kallas "solid state" eftersom de inte behöver vätskan eller gelelektrolyten som finns inuti befintliga batterier. Ett solid-state batteripaket kan vara mindre och lättare än ett litiumjonbatteri med liknande kapacitet, och frånvaron av vätska inuti gör det mindre benägna att fatta eld.

I december 2020 lovade QuantumScapes vd Jagdeep Singh ett pålitligt solid-state-batteri, i stor skala, vid ungefär mitten av decenniet. Här är några av påståendena han gjorde under en liveströmda presentation av tidiga testresultat:

• QuantumScapes batterier kunde laddas från noll till 80 % av kapaciteten på bara 15 minuter, ungefär hälften av den tid som krävs av de flesta litiumjonbatterier.
• En elbil som använder företagets batterier skulle ha upp till 80 % större räckvidd än en som drivs av nuvarande litiumjonbatterier, med liknande vikt.
• QuantumScapes battericeller var "kapabla att hålla hundratusentals miles" i ett brett temperaturområde, inklusive så kalla som minus 22 Fahrenheit.

"Om QuantumScape kan få den här tekniken i massproduktion, har den potentialen att omvandla industrin", säger Stan Whittingham, meduppfinnare av litiumjonbatteriet och vinnare av 2019 års Nobelpris i kemi, i ett pressmeddelande från QuantumScape.

Det verkade nästan för bra för att vara sant. Forskare hade pysslat med solid-state-batterier i decennier, utan framgång.

Uppfinnare stod inför en viktig utmaning. Sådana batterier var benägna att misslyckas på grund av dendriter - nålliknande strukturer som bildas inuti, ofta inom några veckor, som kan kortsluta dem och avsluta deras liv.

QuantumScapes nyckelinnovation är en separator gjord av ett proprietärt flexibelt keramiskt material som motstår dendriter och inte kan fatta eld. Om det fungerar som det är tänkt bör solid-state-batterier kunna överleva lika länge som ett typiskt litiumjonbatteri samtidigt som de bibehåller alla de fördelar man hoppas på.

QuantumScape är fortfarande åtminstone några år bort från att kunna massproducera sina batterier. Men i laboratorietester verkar dess teknik fungera.

I det livestreamtestet 2020 som fick företagets aktie att skjuta i höjden, sa QuantumScape att en liten prototyp av dess batteri höll uppe i över 800 cykler av laddning och tömning - ungefär det antal som en elbils batteri skulle tåla under sin livstid.

Men det testbatteriet var en förminskad version, och dimensionering upp till ett batteri som är redo att användas i elfordon har varit en långsam process.

QuantumScape kunde upprepa det där 800-cykeltestet två gånger förra året med lite uppskalade batterier. En större tog sig igenom 500 cykler i en testrunda tidigare i år. Men företaget är fortfarande ytterligare några utvecklingsrundor ifrån att uppnå en prototyp i full storlek.

De steg som krävs för att göra QuantumScapes batterier redo för användning på väg kommer att ta minst två år – och troligen mer – att slutföra.

När den nuvarande prototypen når tröskeln för 800-cykler, kommer företaget att behöva bygga och testa ett "A sample"-batteri som är nästan full storlek, men fortfarande inte riktigt vad det planerar att så småningom massproducera.

Singh berättade för CNBC i en intervju i april att En provprodukt kommer att vara klar i år för att skickas till Volkswagen och företagets andra bilpartners för testning.

Sedan kommer "B-provet", liknande sin föregångare men tillverkat på en prototyp monteringslinje, med verktyg som liknar, men mindre och enklare än, de maskiner som QuantumScape planerar att använda på sin slutliga fullhastighetsproduktionslinje.

"Syftet med A-provet är att kunden ska kunna validera att batteriet faktiskt kan fungera som det är tänkt att fungera," sa Singh. "Syftet med B-provet är att sedan ta det batteriet och använda det för att tillverka testbilar."

Det sista steget skulle vara en slutlig prototyp, ett C-prov, som skulle göras för fullskaliga löpande band. Singh sa att han för närvarande förväntar sig att QuantumScape ska leverera C-prover 2024 eller 2025.

Men även de första testbilarna kommer inte att vara redo för vägen, sa Singh. Istället kommer de att bli en viktig milstolpe för företaget och dess biltillverkares partners. Efteråt kommer testbilar byggda med dessa C-provbatterier att vara redo för produktion.  

Dessa omgångar av utveckling, produktion och testning kommer att kräva betydande mängder kontanter.

Singh sa att han är säker på att QuantumScape har tillräckligt med kontanter - cirka 1.3 miljarder dollar i slutet av mars - för att kunna leverera dessa C-provbatterier till sina bilpartners för testning. Men det kommer att behöva samla in mer pengar för att bygga en fabrik som är stor nog att försörja biltillverkare i stor skala.

Då kan det ha konkurrens.

Toyota har sagt att det arbetar med att utveckla sina egna solid-state-batterier internt, och minst en annan nystartad - Colorado-baserad Solid kraft, stödd av BMW och Ford Motor — är på väg att börja tillverka sina egna solid-state versioner ungefär samma tid.

Att höja mängden kontanter som behövs för en fabrik skulle vara utmanande att göra i den nuvarande ekonomiska miljön, men Singh tror att det inte kommer att vara svårt att samla in de pengarna när investerare har haft chansen att köra testfordon som drivs av QuantumScape-batterier.

"De goda nyheterna om de amerikanska kapitalmarknaderna är att om du kan visa att du har något verkligt och att marknadsmöjligheten är riktigt stor, så finns det mycket kapital tillgängligt," sa Singh.