QuantumScape（QS）终于要进军全固态电池领域了。公司推出的全新Osprey平台，将阴极中的液体替换为硫化物固态电解质，并宣称该电池在仅一个大气压的条件下，已实现1000次完整循环，容量保持率达80%。
这对硫化物阵营来说是个重大消息，该阵营包括丰田、三星SDI、比亚迪和Factorial等公司。这些公司的电池通常需要施加很大的压力才能正常工作。但支撑此次发布的白皮书显示，这些都是小型早期实验室电池，部分核心数据也附带了重要的限制条件。
QuantumScape现有电池并非全固态
QuantumScape此前很少如此明确地说明过这一点：其现有产品并非全固态电池。
新发布的白皮书描述了QSE平台（包括正从其位于圣何塞的Eagle Line中试生产线出货样品的QSE-5电池），称其采用的是陶瓷隔膜，搭配"相对传统的高镍NMC阴极和液态阴极电解质"。
固态部分指的是隔膜。它位于阴极与锂金属阳极之间，而这种阳极QuantumScape本身并不生产。该电池采用"无阳极"设计构建，锂在首次充电时沉积在隔膜上。
Osprey保留了这种隔膜和无阳极设计，但将阴极中的液体替换为固态硫化物电解质，从而使整个电池成为全固态。
硫化物用作隔膜：QS依然说不
有趣的是，QuantumScape并未改变其在硫化物问题上的立场。多年来，该公司一直主张硫化物电解质无法用作隔膜，白皮书再次强调了这一点，称这些问题是材料本身的"固有属性"，而非工程层面可以解决的挑战。
该公司列出了四个问题：硫化物会与锂金属发生反应；需要高压才能保持与电极的接触；在室温及更低温度下表现不佳；并且在锂金属阳极条件下无法承受快充，否则会形成枝晶。
压力问题是汽车制造商最关心的点。QuantumScape举例说明：对一块10×24.2厘米的单体电池施加20个大气压，相当于约5000公斤的力，大约是三辆中型轿车的重量。要在整个电池包范围内维持这样的压力，需要厚重的钢制端板和拉杆，这会增加重量、体积和成本。
而20个大气压还算是比较宽松的条件。实验室中许多硫化物电池的运行压力在30至100多个大气压（3至12兆帕）之间，部分甚至更高。中国一汽9月报告称，其大尺寸硫化物电池在5兆帕（约50个大气压）下实现了循环，这已被称为是低压方面的成就。
因此，QS的思路很简单：将硫化物留在阴极中，发挥其擅长传导锂离子的优势，而由QS的陶瓷隔膜来处理锂金属部分。
Osprey数据显示了什么
QuantumScape公布了四组主要数据：
这是最有力的一项结果。一块双层电池，阴极尺寸为50×65毫米，与QSE-5相同，实现了1000次循环，容量保持约80%。测试条件为：完整1C充电和1C放电，充放电范围为0%至100%，温度30°C，压力1个大气压。阴极负载为5.5 mAh/cm?，与商用电动汽车电池相当。
QuantumScape表示，目前没有其他硫化物电池展示过这样的结果，Electrek也未能找到与之相悖的公开数据。学术界有团队展示过硫化物电池在极小或零外部压力下运行，但尚未有在硫化物阴极搭配锂金属阳极条件下实现1000次完整循环的案例。
不过这只是一块小型电池。根据我们的测算，该尺寸下的双层电池容量约为0.3至0.4安时，而QSE-5约为5安时。
新闻稿中提到的"10%至80%五分钟快充"，根据白皮书显示，该结果是在10C倍率、双层电池、80°C（176华氏度）条件下实现的。图表本身的标注也是"高温实现5分钟快充"。
电池在高温下充电速度会快得多，电动汽车在快充前确实会对电池包进行预热。但80°C仍远高于电动汽车快充前通常的预热温度。QS并未公布室温条件下的快充结果。
"-20°C下可正常工作"这一结果来自一块单层电池，阴极尺寸为21×21毫米，以C/3的慢速放电。该电池在-20°C下保留了室温容量的68%（约为室温能量的52%），在0°C下保留了85%。
对硫化物体系而言，这是个真实的成果，因为这类体系历来需要加热才能正常工作。但这同样是一块极小的电池，且测试倍率较为温和。
"高达约1100 Wh/L"这一数字是一个预测值。QS表示，采用硫化物阴极电解质可实现高负载阴极（10 mAh/cm?，约为当前电动汽车电池的两倍）。支撑这一数据的测试使用的是一块11毫米硬币大小的电池，压力为3个大气压而非1个大气压，循环次数为100次。
作为参考，QSE-5的能量密度指标为844 Wh/L和301 Wh/kg。
面向其他厂商硫化物阴极的"开放平台"
商业模式才是更值得关注的部分。
QuantumScape将Osprey定位为"开放平台"。客户可以使用QS自家通过专有干法工艺制造的硫化物阴极，也可以自带阴极方案。QS表示，已经用汽车客户研发的固态阴极对Osprey进行了测试。
换句话说，在多年扮演硫化物怀疑者的角色之后，QuantumScape如今希望将其隔膜和无阳极设计出售给那些已投入数十亿美元研发硫化物阴极的公司。
这与其已经采用的授权模式相吻合，该公司已与大众旗下PowerCo以及本田开展此类合作。QS第三季度报告的客户计费收入为980万美元，并宣布了一条100兆瓦时的生产线，目标是QSE-5在2028年实现量产。
Osprey目前尚无明确时间表。白皮书指出，该工艺已在"实验室规模"下得到验证，更高产能的工艺"仍处于开发阶段"，并且"在工艺工程方面仍有大量工作要做"。此外，汽车制造商需要的是比QSE-5更大的棱柱形电池，这意味着需要更多层数和更大的单层面积。
在固态电池竞赛中的位置
其他所有公司都在争分夺秒。三星SDI的目标是在其蔚山工厂于2027年下半年实现硫化物全固态电池的量产。比亚迪计划在2027年进行硫化物固态电池的小批量生产，并在本十年末实现量产。丰田的目标是2027年至2028年，此前该计划已多次推迟，从2020年、2023年推迟到2026年。Factorial的硫化物Solstice平台目标能量密度高达450 Wh/kg。
全球最大电池制造商宁德时代在6月表示，真正面向大众市场的固态电池仍需"数年时间"，预计在2030年左右。
上述公司中，没有一家公布过在1个大气压下、搭配硫化物阴极和锂金属阳极实现1000次循环的数据。这正是QuantumScape打出的第一枪。
Electrek观点
这是QuantumScape近期发布的最有意思的内容。数据本身不错，但战略转向可能才是最值得关注的部分。
循环寿命数据是真实可信的。一块采用商用级电极面积、负载水平合理的双层电池，在1个大气压、30°C条件下实现1000次完整1C循环，这是业内此前从未展示过的数据。而且QS公布了具体测试条件，这一点比许多竞争对手做得更到位。
但也可以说，新闻稿对白皮书内容的呈现有些夸大。80°C下的5分钟快充，与真正意义上的5分钟快充并不是一回事，新闻稿本应对此加以说明。能量密度数据是预测值，低温测试结果来自一块邮票大小的电池，而1000次循环后80%的容量保持率，也明显低于PowerCo在2024年早期对QSE电池所确认的1000次循环后95%的保持率。虽然化学体系不同、所处阶段也不同，但这一点值得留意。
因此，QuantumScape实际上是在承认，QSE中采用的液态阴极电解质并非最终方案，而业界在硫化物领域的巨额投入，是值得去接入而非对抗的方向。如果你的隔膜恰好是其他所有人都做不好的那个关键部件，那么把它卖给他们，不失为明智之举。
问题在于时间。QS目前仍在扩大QSE-5的产能，其100兆瓦时生产线要到2028年才能投产。而Osprey目前还只是实验室工艺。硫化物阵营中是否会有公司在自身2027年至2030年的量产计划锁定之前，就选择引进这项授权技术？就目前来看，这似乎正是QS当下所押注的方向。
