Hvorfor QuantumScape-investorer fortsatt venter på nye EV-batterier

Elbilområdet har sett en håndfull imponerende aksjemarkedsdebuter de siste årene, men batterioppstart QuantumScape's De første ukene med handel var bemerkelsesverdige selv etter standarder for elbiler.  

QuantumScape, som ble grunnlagt i 2010, ble børsnotert via en fusjon med et spesialoppkjøpsselskap, eller SPAC. Aksjen steg med 49 % på den første handelsdagen i november 2020 og hadde steget til det høyeste på $131.67 innen 22. desember – en gevinst på over 400 % på mindre enn en måned.

Det løpet ga QuantumScape en iøynefallende verdsettelse på 54 milliarder dollar, drevet av investorers begeistring over selskapets solid-state batteriteknologi, såkalt fordi den fjerner den brennbare væsken eller gelelektrolytten som finnes i dagens litiumionbatterier. Dessuten skadet det ikke den bilgiganten Volkswagen var en stor investor, eller at Bill Gates også hadde tatt en eierandel.

Men hypen som omringet selskapet på slutten av 2020 ser ut til å ha tørket ut nesten, med den en gang så rødglødende aksjen som mistet omtrent 92 % av verdien fra den rekordhøyen.

QuantumScape står ved de høye påstandene de kom med i 2020 og sier at batteriene fortsatt er på vei til å gå i produksjon om noen år. Men selskapet står foran en lang, kontantintensiv vei med testing fremover. Konkurransen bare skjerpes, og Wall Street venter fortsatt.

Investorer kan ha gått videre, men bilindustrien følger fortsatt med: I tillegg til Volkswagen sa QuantumScape at de nå har tre andre bilprodusentpartnere som har signert for å teste selskapets batterier. Så langt er disse bilprodusentene ikke navngitt.

Det er ikke vanskelig å se hvorfor bilprodusenter er så interessert i solid-state batteriteknologi. Dagens litium-ion-batterier er generelt ganske pålitelige, men størrelsen, vekten og ladetidene gjør dem mindre enn ideelle for elektriske kjøretøy. Og selv om EV-branner er sjeldne, har de en tendens til å være intense og vanskelige å slukke, delvis fordi litium-ion-batterier kan brenne i timevis.

Batteriene som QuantumScape jobber med å utvikle kalles "solid state" fordi de ikke trenger væsken eller gelelektrolytten som finnes inne i eksisterende batterier. En solid-state batteripakke kan være mindre og lettere enn en litium-ion batteripakke med tilsvarende kapasitet, og fraværet av væske inni gjør det mindre sannsynlig at de tar fyr.

I desember 2020 lovet QuantumScape-sjef Jagdeep Singh et pålitelig solid-state-batteri, i stor skala, omtrent i midten av tiåret. Her er noen av påstandene han kom med under en livestreamed presentasjon av tidlige testresultater:

• QuantumScapes batterier kan lades opp fra null til 80 % av kapasiteten på bare 15 minutter, omtrent halvparten av tiden som kreves av de fleste litium-ion EV-batterier.
• En elbil som bruker selskapets batterier vil ha opptil 80 % større rekkevidde enn en drevet av nåværende litiumionbatterier, med tilsvarende vekt.
• QuantumScapes battericeller var "i stand til å vare hundretusenvis av miles" i et bredt spekter av temperaturer, inkludert så kaldt som minus 22 Fahrenheit.

"Hvis QuantumScape kan få denne teknologien inn i masseproduksjon, har den potensialet til å transformere industrien," sa Stan Whittingham, medoppfinner av litiumionbatteriet og vinner av 2019 Nobelprisen i kjemi, i en pressemelding fra QuantumScape.

Det virket nesten for godt til å være sant. Forskere hadde trikset med solid-state-batterier i flere tiår, uten å lykkes.

Oppfinnerne sto overfor en sentral utfordring. Slike batterier var utsatt for feil på grunn av dendritter - nållignende strukturer som dannes inni, ofte i løpet av noen uker, som kan kortslutte dem og avslutte livet.

QuantumScapes nøkkelinnovasjon er en separator laget av et proprietært fleksibelt keramisk materiale som motstår dendritter og ikke kan ta fyr. Hvis det fungerer etter hensikten, bør solid-state-batterier kunne overleve like lenge som et typisk litium-ion-batteri mens de opprettholder alle de håpet på fordelene.

QuantumScape er fortsatt minst noen år unna å kunne masseprodusere batteriene sine. Men i laboratorietester ser det ut til at teknologien fungerer.

I den livestream-testen fra 2020 som sendte selskapets aksjer i skyhøye, sa QuantumScape at en liten prototype av batteriet holdt opp i over 800 sykluser med lading og tømming - omtrent antallet som en elbils batteri ville tåle i løpet av levetiden.

Men det testbatteriet var en nedskalert versjon, og det har vært en langsom prosess å dimensjonere opp til et batteri som er klart for bruk i elektriske kjøretøy.

QuantumScape var i stand til å gjenta den 800-syklustesten to ganger i fjor med litt oppskalerte batterier. En større kom seg gjennom 500 sykluser i en testrunde tidligere i år. Men selskapet er fortsatt et par utviklingsrunder unna å oppnå en prototype i full størrelse.

Trinnene som trengs for å gjøre QuantumScapes batterier klare for bruk på veien vil ta minst to år – og sannsynligvis mer – å fullføre.

Når den nåværende prototypen oppfyller 800-syklustestterskelen, må selskapet bygge og teste et "A sample"-batteri som er nesten i full størrelse, men som fortsatt ikke er helt hva det planlegger å masseprodusere.

Singh fortalte CNBC i et intervju i april at Et prøveprodukt vil være klart i år som sendes til Volkswagen og selskapets andre bilpartnere for testing.

Deretter kommer "B-prøven", lik forgjengeren, men produsert på en prototype samlebånd, med verktøy som ligner på, men mindre og enklere enn, maskinene som QuantumScape planlegger å bruke på sin eventuelle fullhastighets produksjonslinje.

"Hensikten med A-prøven er at kunden skal kunne validere at batteriet faktisk kan fungere slik det skal fungere," sa Singh. "Hensikten med B-prøven er å ta det batteriet og bruke det til å lage testbiler."

Det siste trinnet ville være en endelig prototype, en C-prøve, som skal lages for fullskala samlebåndet. Singh sa at han for øyeblikket forventer at QuantumScape vil levere C-prøver i 2024 eller 2025.

Men selv de første testbilene vil ikke være klare for veien, sa Singh. I stedet vil de være en viktig milepæl for selskapet og dets bilprodusentpartnere. Etterpå vil testbiler bygget med disse C-prøvebatteriene være klare for produksjon.  

Disse rundene med utvikling, produksjon og testing vil kreve betydelige mengder kontanter.

Singh sa at han er sikker på at QuantumScape har nok kontanter - rundt 1.3 milliarder dollar i slutten av mars - til å kunne levere disse C-prøvebatteriene til sine bilpartnere for testing. Men det må samle inn mer penger for å bygge en fabrikk som er stor nok til å forsyne bilprodusenter i stor skala.

Da kan det få konkurranse.

Toyota har sagt at de jobber med å utvikle sine egne solid-state batterier internt, og minst én annen oppstart – Colorado-basert Solid kraft, støttet av BMW og Ford Motor – er på vei til begynne å produsere sine egne solid-state versjoner omtrent på samme tid.

Å øke mengden kontanter som trengs for en fabrikk ville være utfordrende å gjøre i det nåværende økonomiske miljøet, men Singh tror det ikke vil være vanskelig å skaffe penger når investorer har fått sjansen til å kjøre testkjøretøyer drevet av QuantumScape-batterier.

"Den gode nyheten om de amerikanske kapitalmarkedene er at hvis du kan demonstrere at du har noe ekte og at markedsmulighetene er virkelig store, så er det mye kapital tilgjengelig," sa Singh.