QuantumScape запускає відкриту платформу для твердотільних акумуляторів на основі сульфідів
Партнер Volkswagen представив відкриту платформу для твердотільних акумуляторів на основі сульфідів. Метою є створення нових можливостей для ліцензування та спільної розробки для існуючих клієнтів, а також дозволити інтеграцію компонентів від сторонніх виробників.
Символічне зображення: клітину, розроблену QuantumScape, із логотипом компанії.
Зображення: QuantumScape
QuantumScape представила свою нову відкриту платформу для наступного покоління твердотільних акумуляторів під назвою «Osprey». Ця платформа ґрунтується на існуючій платформі QSE компанії та включає керамічний розділювач, розроблений QuantumScape протягом останніх років, а також її вже відому конструкцію з літій-металевим анодом без аноду та твердим катодом. Основною метою американської компанії з цією новою платформою є створення «нових можливостей ліцензування та спільної розробки для поточних клієнтів QS та розширення її пропозицій для розробників акумуляторів на основі сульфідів у твердотільній формі».
Ситуація полягає у тому, що галузь акумуляторів вже давно працює над твердотільними акумуляторами на основі сульфідних електролітів, проте досі не з’явилась жодна комерційно життєздатна технологія. QuantumScape пояснює: «Підходи до твердотільних акумуляторів на основі сульфідів є дуже популярними в усій галузі акумуляторів. Їхня популярність зумовлена високою іонною провідністю сульфідних електролітів та відносною простотою їх обробки. Однак сульфіди все ще мають кілька суттєвих обмежень, зокрема потребу у високому тиску під час роботи, а також низьку тривалість циклів та несумісність із літієвим металом». Хоча було досягнуто значного прогресу в усій ланцюговій структурі виробництва, «ці зусилля залишаються певною мірою фрагментованими, і всі вони стикаються з тими самими фундаментальними обмеженнями сульфідів як розділювачів».
Платформа Osprey розроблена саме для вирішення цієї проблеми та є новою відкритою основою для розвитку. QuantumScape зазначає, що вже співпрацює з партнерами з автомобільної промисловості над проектами розробки на основі цієї нової платформи, причому співпраця розпочинається ще на ранніх етапах розробки елементів батарей. QuantumScape пояснює: «Якщо наша платформа QSE наразі адаптується для масового виробництва як комплексне технологічне рішення, то Osprey пропонує принципово інший, більш спільний підхід до розробки акумуляторів з повністю твердими елементами». Клієнти, які віддають перевагу катодам на основі сульфідів, можуть або використовувати власну технологію катодів на основі сульфідів від QuantumScape, або інтегрувати свої власні катоди в платформу Osprey, що «дозволяє їм використовувати власні технології катодів, матеріали та ланцюги постачання, водночас отримуючи переваги від керамічного розділювача QS».
Компанія QuantumScape тепер називає свої елементи «Osprey», які, за повідомленнями, пройшли 1 000 циклів повної зарядки зі збереженням приблизно 80% ємності, а також дозволяють швидку зарядку з 10% до 80% за п’ять хвилин під час початкових тестів. Компанія стверджує, що це було доведено за складних стандартних умов. Серед конкретних параметрів — швидкість заряджання/розряджання 1C/1C, навантаження катоду понад 5 мА·год/см², 100% глибина розряду при кімнатній температурі — усе це при тиску 1 атмосфери. Крім того, ця платформа дозволяє використовувати катоди з високим навантаженням, що забезпечує щільність енергії на рівні елемента до приблизно 1 100 Вт·год/л.
Як повідомляється, сумісність катодів була доведена як з власними твердими катодами компанії QuantumScape, так і з твердими катодами від сторонніх виробників. Доктор Сіва Сіварам, президент та генеральний директор QS, підсумовує: «Osprey — це результат багаторічних досліджень та розробок на передових рубежах, і ми з ентузіазмом ділимося ним з громадськістю вперше. Індустрія значно інвестувала у акумулятори на основі сульфідів, але постійно стикається з однаковими фундаментальними обмеженнями. Як показують дані, Osprey може подолати ці обмеження. Ми віримо, що Osprey здатен розкрити повний потенціал акумуляторів зовсім твердого стану, і нашою метою є зробити його провідною платформою для розробки таких акумуляторів».
Проте існують ще технічні проблеми, які потрібно вирішити, перш ніж Osprey буде готовий до масового виробництва. За словами американської компанії, клієнти автомобільної промисловості зазвичай віддають перевагу більшим призматичним елементам, які забезпечують вищу ємність порівняно з існуючою конструкцією QSE-5. Однак згадані результати отримані переважно за допомогою двошарових тестових елементів. Хоча вони мають такі ж розміри, як і конструкція елемента QSE-5, «більші елементи, ймовірно, потребуватимуть як більшої кількості шарів, так і більшої площі на кожен шар», — зазначає компанія. Крім того, залишається багато роботи з розробки виробничого процесу, адже його досі демонстрували лише в лабораторних умовах.
Якщо озирнутися на історію компанії: QuantumScape є одним із найперспективніших розробників акумуляторів твердого стану у США та отримує основну підтримку від Volkswagen. Наприкінці 2025 року компанія оголосила про завершення встановлення ключового обладнання для пілотного виробництва згаданих вище акумуляторних елементів QSE-5 у Сан-Хосе, штат Каліфорнія, про що йшлося тут. У лютому 2026 року була запущена пілотна лінія. Ця так звана лінія Eagle – це автоматизована лінія для виготовлення акумуляторних елементів QuantumScape, призначена для створення основи для масового виробництва в майбутньому. Однак QuantumScape не планує виробляти власні елементи у великих масштабах, а натомість має намір реалізовувати проекти масштабу GWh переважно через угоди про ліцензування з партнерами.
У жовтні 2025 року американська компанія повідомила, що розпочала постачання зразків B1 клітини QSE-5. Компанія не уточнила, хто отримав ці нові зразки, але Volkswagen, ймовірно, є одним із отримувачів, адже зв’язки між QuantumScape та автовиробником з Вольфсбурга є міцними та ще більше зміцнилися влітку 2025 року, про що йшлося тут. Основною метою їхньої спільної програми є мотоцикл Ducati V21L, який оснащений твердотільними акумуляторами та проходить ґрунтовні випробування. Крім того, з середини 2025 року Honda офіційно вказана як провідний партнер у розробці.
Очевидно, що елемент QSE-5 стане першим комерційним продуктом компанії QuantumScape; він має ємність 5 А·год, щільність енергії понад 844 Вт·год/л та час зарядки 12,2 хвилини для досягнення рівня заряду 80 відсотків. У жовтні 2024 року виробник повідомив про початок масового виробництва та постачання елементів типу B для тестування автовиробниками.
QuantumScape конкретно описує QSE-5 як акумуляторний елемент твердого стану розмірами 84,5 мм × 65,6 мм × 4,6 мм. Цей елемент також розроблений для роботи при низьких температурах до -30 градусів Цельсія. До QSE-5 у QuantumScape існували два прототипи елементів: зразки елементів типу «A0» були надані автовиробникам для тестування незадовго до Різдва 2022 року, а потім — так звані елементи «Alpha-2» у березні 2024 року.