QuantumScape запускает открытую платформу для твердотельных аккумуляторов на основе сульфидов
Специалист по твердотельным аккумуляторам и партнер Volkswagen QuantumScape представляет открытую платформу для твердотельных аккумуляторов на основе сульфидов. Она призвана создать для существующих клиентов новые возможности лицензирования и совместной разработки, а также обеспечить возможность интеграции компонентов от сторонних производителей.
Иллюстративное изображение: Элемент аккумулятора, разработанный QuantumScape, с логотипом компании.
Изображение: QuantumScape
Компания QuantumScape представляет свою новую открытую платформу для следующего поколения твердотельных аккумуляторов под названием «Osprey». Она основана на предыдущей платформе компании («QSE») и включает керамический разделитель, разработанный QuantumScape в течение прошлых лет, а также уже известную конструкцию из литиевого металла без анода с фиксированной катодной частью. Главная цель американцев с этой новой платформой — создать «новые возможности лицензирования и совместной разработки для существующих клиентов, а также расширить ассортимент для разработчиков твердотельных аккумуляторов на основе сульфидов».
Ситуация такова, что отрасль батарей уже давно занимается разработкой твердотельных батарей на основе сульфидных электролитов, однако до сих пор это не привело к появлению коммерчески перспективной технологии. QuantumScape отмечает: «Подходы к твердотельным батареям на сульфидной основе пользуются большой популярностью в отрасли батарей. Это связано с высокой ионной проводимостью сульфидных электролитов и их относительно простой обработкой. С другой стороны, сульфиды могут реагировать с литием в металлической форме, что сокращает срок службы батареи». Кроме того, для их работы обычно требуется высокое давление, что делает их непрактичными для использования в транспортных средствах и многих других приложениях. Хотя вдоль всей цепочки создания ценности был достигнут значительный прогресс, «эти усилия были отчасти фрагментированы, и все они сталкивались с теми же основными ограничениями, которые связаны с использованием сульфидов в качестве сепараторов».
Платформа «Osprey» предназначена для использования именно в этом месте в качестве новой открытой базы. QuantumScape заявляет, что уже сотрудничает с партнерами из автомобильной промышленности над проектами разработки, основанными на новой платформе. Сотрудничество начинается на ранней стадии разработки элементов аккумуляторов. QuantumScape поясняет: «В то время как наша платформа QSE в настоящее время развивается как комплексное технологическое решение для массового производства, Osprey представляет собой модель, ориентированную прежде всего на сотрудничество в разработке твердотельных аккумуляторов». Клиенты, предпочитающие катоды на основе сульфида, могут либо воспользоваться собственной технологией катодов на основе сульфида от QuantumScape, либо интегрировать собственные катоды в платформу Osprey. «Таким образом они могут использовать собственные технологии катодов, материалы и цепочку поставок, а в то же время воспользоваться преимуществами керамического сепаратора от QuantumScape».
Уже сейчас компания QuantumScape в связи с новой платформой решительно говорит о своих элементах типа «Osprey», которые, согласно первым тестам, смогли пройти 1 000 полных циклов зарядки при сохранении емкости примерно на 80 процентов, а также осуществить быструю зарядку с 10 до 80 процентов за пять минут. Как утверждается, это было доказано в сложных стандартных условиях. Конкретно указываются скорости зарядки/разрядки 1C/1C, нагрузка на катоды более 5 мА·ч/см², глубина разрядки 100 процентов при комнатной температуре — и всё это при давлении 1 атмосферы. Кроме того, платформа позволяет использовать катоды с высокой нагрузкой, что обеспечивает плотность энергии на уровне элемента до примерно 1100 Вт·ч/л.
Была доказана совместимость катодов как с собственными твердотельными катодами компании, так и с катодами от сторонних производителей. Доктор Сива Сиварам, президент и генеральный директор QS, подводит итог: «Osprey — результат многолетних пионерских исследований и разработок, и мы рады впервые представить его общественности. Индустрия вложила значительные средства в батареи на основе сульфидов, однако постоянно сталкивается с одинаковыми фундаментальными ограничениями. Как показывают данные, Osprey способен преодолеть эти ограничения. Мы уверены, что Osprey сможет раскрыть полный потенциал твердотельных батарей, и наша цель — сделать его ведущей платформой для их разработки».
Однако до того, как «Osprey» будет готов к массовому производству, всё ещё существуют технические сложности. По словам американской компании, клиенты из автомобильной промышленности обычно предпочитают призматические элементы большего формата, которые обеспечивают более высокую емкость по сравнению с существующей конструкцией QSE-5. Упомянутые выше результаты получены в основном на основе двухслойных тестовых элементов. Хотя они имеют такую же площадь поверхности, как и конструкция QSE-5, «для более крупных элементов, вероятно, потребуются как больше слоёв, так и большая площадь каждого слоя», — говорится в тексте. Кроме того, в процессе производства ещё предстоит много работы по совершенствованию, поскольку на данный момент он демонстрировался только в лабораторных условиях.
Давайте ещё раз взглянем на историю развития этой компании: QuantumScape относится к перспективным разработчикам твердотельных аккумуляторов в США и получает поддержку прежде всего от Volkswagen. В конце 2025 года компания сообщила о завершении установки важного оборудования для пилотного производства упомянутых выше твердотельных элементов QSE-5 в калифорнийском Сан-Хосе, а в феврале 2026 года состоялось открытие пилотной линии. Так называемая Eagle Line — это автоматизированная линия по производству аккумуляторных элементов от QuantumScape, которая должна стать основой для будущего серийного производства. Однако QuantumScape не стремится к собственному массовому производству, а планирует реализовывать проекты масштаба GWh прежде всего путем предоставления лицензий партнерам.
В октябре 2025 года американцы сообщили, что начали поставки образцов B1 с элементами аккумулятора QSE-5. Кому именно компания передала эти новые образцы, она тогда не уточнила. Однако среди получателей, вероятно, находится Volkswagen, поскольку связи между QuantumScape и компанией из Вольфсбурга очень тесные и ещё больше укрепились летом 2025 года. В центре совместной программы находится мотоцикл Ducati V21L, оснащённый твердотельными аккумуляторами и проходящий обширные тесты. Кроме того, с середины года стало известно о ещё одном известном партнере по разработкам — Honda.
Очевидно, что аккумулятор под названием QSE-5 станет первым коммерческим продуктом компании QuantumScape: его емкость составляет 5 А·ч, плотность энергии — более 844 Вт·ч/л, а время зарядки от 10% до 80% уровня заряда — 12,2 минуты. По словам производителя, в октябре 2024 года он начал в небольших объемах производство и поставку прототипов модели B для тестирования у клиентов в автомобильной отрасли.
Компания называет QSE-5 твердотельным аккумуляторным элементом размерами 84,5 мм × 65,6 мм × 4,6 мм. Этот элемент также должен функционировать при низких температурах до -30 градусов Цельсия. До QSE-5 в QuantumScape уже существовали два прототипа аккумуляторов: прототипы модели «A0» были поставлены автопроизводителям на тестирование незадолго до Рождества 2022 года. В марте 2024 года появились так называемые аккумуляторы модели «Alpha-2».