QuantumScape zaprezentowało platformę Osprey, w której stały jest nie tylko separator, ale też elektrolit w katodzie. Według firmy ogniwo wytrzymało 1000 pełnych cykli do 80% pojemności przy ciśnieniu zaledwie 1 atmosfery. To jednak małe, laboratoryjne próbki, a część efektownych wyników dotyczy specjalnych warunków.
Obecne ogniwa QuantumScape nie są w pełni stałe
Z białej księgi wynika, że dotychczasowa platforma QSE, w tym ogniwo QSE-5 wysyłane jako próbki z linii pilotażowej w San Jose, ma stały tylko separator. Jest on ceramiczny, a obok niego pracują dość konwencjonalna katoda NMC z dużą zawartością niklu i ciekły katolit. Ogniwo jest zbudowane w układzie „bez anody”: lit osadza się na separatorze podczas pierwszego ładowania.
Osprey zachowuje separator i konstrukcję bez anody, ale ciecz w katodzie zastępuje stałym elektrolitem siarczkowym. Firma nadal uważa, że siarczki nie nadają się na separator. Wymienia cztery problemy: reagują z litem metalicznym, wymagają wysokiego docisku, słabo działają w niskich temperaturach i nie wytrzymują szybkiego ładowania z anodą litową bez ryzyka dendrytów.
Najbardziej dokuczliwy dla producentów aut jest docisk. Według wyliczeń firmy 20 atm na jednym ogniwie o wymiarach 10 × 24,2 cm to około 5000 kg siły, czyli mniej więcej trzy samochody średniej wielkości. Utrzymanie takiego nacisku w całym pakiecie wymaga grubych stalowych płyt i ściągów, które dodają masy, objętości i kosztów. Wiele laboratoryjnych ogniw siarczkowych pracuje przy 30–100 atm i więcej.
Co naprawdę pokazują dane
- Żywotność: dwuwarstwowe ogniwo z katodą 50 × 65 mm przeszło 1000 cykli do około 80% pojemności. Test prowadzono przy ładowaniu i rozładowaniu 1C, w pełnym zakresie 0–100%, w 30°C i pod ciśnieniem 1 atm. To najmocniejszy wynik. Ogniwo jest jednak małe: według szacunków ma około 0,3–0,4 Ah, a QSE-5 około 5 Ah.
- Szybkie ładowanie: zapowiadane „10–80% w 5 minut” osiągnięto przy 10C i w temperaturze 80°C. Wyniku w temperaturze pokojowej nie opublikowano.
- Zimno: przy −20°C ogniwo zachowało 68% pojemności z temperatury pokojowej (około 52% energii), a przy 0°C 85%. Test wykonano jednak na jednowarstwowym ogniwie 21 × 21 mm, rozładowywanym powoli, w tempie C/3.
- Gęstość energii: wartość do około 1100 Wh/L to projekcja. Poparto ją testem na ogniwie guzikowym o średnicy 11 mm, pod ciśnieniem 3 atm, przez 100 cykli. Dla porównania QSE-5 ma 844 Wh/L i 301 Wh/kg.
Platforma otwarta i wyścig z konkurencją
Równie ważna jest zmiana strategii. QuantumScape oferuje Osprey jako „otwartą platformę”: klient może użyć jego katody siarczkowej wytwarzanej suchym procesem albo własnej. Firma twierdzi, że testowała już katody opracowane przez swoich klientów z branży motoryzacyjnej. Pasuje to do modelu licencyjnego, który stosuje z PowerCo (grupa Volkswagena) i Hondą. Linia o mocy 100 MWh dla QSE-5 ma ruszyć w 2028 roku, a dla Osprey nie podano żadnego terminu. Biała księga mówi, że proces działa w skali laboratoryjnej, a przed firmą jest jeszcze „znaczna praca inżynieryjna”.
Konkurenci mają własne plany. Samsung SDI celuje w produkcję masową ogniw siarczkowych w drugiej połowie 2027 roku, BYD planuje małe serie w 2027, a Toyota mówi o latach 2027–2028, po kilku wcześniejszych przesunięciach. CATL ocenia, że prawdziwie masowe ogniwa stałe to perspektywa około 2030 roku.
Co to oznacza dla kierowcy w Polsce
Na razie praktycznie nic. To wyniki z laboratorium, a nie produkt, który trafi do salonów. Mało prawdopodobne, by auta z ogniwami Osprey pojawiły się wcześniej niż pod koniec dekady. Warto też patrzeć na liczby krytycznie: 80% pojemności po 1000 cyklach to gorszy wynik niż 95% po 1000 cyklach, które PowerCo potwierdziło w 2024 roku dla wczesnych ogniw QSE, choć chemia i etap rozwoju są inne.
Europejskich odbiorców może interesować powiązanie z Volkswagenem, bo to pokazuje, że o technologię zabiegają także producenci z naszego kontynentu. Sam Osprey nie ma jeszcze jednak ani partnera produkcyjnego, ani terminu wdrożenia.
Źródło: Electrek – „QuantumScape unveils Osprey all-solid-state cell: 1,000 cycles at 1 atm”
