QuantumScape запускає відкриту платформу для твердотільних акумуляторів на основі сульфідів
Спеціаліст з твердотільних акумуляторів та партнер Volkswagen QuantumScape презентує відкриту платформу для твердотільних акумуляторів на основі сульфідів. Вона має створити для існуючих клієнтів нові можливості ліцензування та спільної розробки – а також дозволити інтеграцію компонентів від сторонніх компаній.
Ілюстративне зображення: елемент акумулятора, розроблений QuantumScape, із логотипом компанії.
Зображення: QuantumScape
QuantumScape представляє свою нову відкриту платформу для наступного покоління твердотільних акумуляторів під назвою „Osprey“. Вона ґрунтується на попередній платформі компанії („QSE“) та включає керамічний сепаратор, розроблений QuantumScape протягом останніх років, а також вже відому конструкцію з літій-металевою анодою та сталою катодою. Метою американців з цією новою платформою є створення „нових можливостей ліцензування та спільної розробки для існуючих клієнтів, а також розширення пропозицій для розробників твердотільних акумуляторів на основі сульфідів“.
Справа у тому, що галузь акумуляторів вже давно працює над твердотільними акумуляторами на основі сульфідних електролітів, проте досі це не перетворилося на комерційно перспективну технологію. QuantumScape пояснює: «Підходи до твердотільних акумуляторів на основі сульфідів користуються великою популярністю в галузі акумуляторів. Це пов’язано з високою іонною провідністю сульфідних електролітів та їхньою відносно простою обробкою. З іншого боку, сульфіди можуть реагувати з літієм у металевому вигляді, що скорочує термін служби акумулятора». Крім того, для їхньої роботи зазвичай потрібний високий тиск, що робить їх непрактичними для використання в транспортних засобах та багатьох інших застосуваннях. Хоча в усій ланцюгу створення цінності вже досягнуто значних прогресів, «ці зусилля були частково фрагментованими, і всі вони стикалися з тими самими фундаментальними обмеженнями, які супроводжують використання сульфідів як сепараторів».
Платформа „Osprey“ має функціонувати саме в цьому місці та слугувати новою відкритою базою. QuantumScape стверджує, що вже працює з партнерами з автомобільної промисловості над проєктами розробки, які ґрунтуються на новій платформі. Співпраця розпочинається на ранній стадії розробки елементів батарей. QuantumScape пояснює: „Поки наша платформа QSE наразі скалюється як всеосяжне технологічне рішення для масового виробництва, Osprey є моделлю, орієнтованою на співпрацю, для розробки твердотільних акумуляторів“. Клієнти, які віддають перевагу катодам на основі сульфідів, можуть або скористатися пропрієтарною технологією катодів на основі сульфідів від QuantumScape, або внести власні катоди в платформу Osprey. „Таким чином вони можуть використовувати власну технологію катодів, свої матеріали та ланцюг постачання, водночас отримуючи переваги від керамічного сепаратора від QuantumScape.“
Вже зараз компанія QuantumScape у зв’язку з новою платформою чітко говорить про свої клітини типу „Osprey“, які, за даними перших тестів, здатні пройти 1 000 повних циклів зарядки зі збереженням ємності близько 80 відсотків, а також досягти швидкої зарядки від 10 до 80 відсотків за п’ять хвилин. Це було доведено за складних стандартних умов, йдеться у повідомленні. Конкретно зазначаються швидкості зарядки/розрядки 1C/1C, навантаження катоди понад 5 мА·год/см², глибина розряду 100 відсотків при кімнатній температурі – і все це при тиску 1 атмосфери. Крім того, платформа дозволяє використовувати сильно навантажені катоди, які забезпечують щільність енергії на рівні клітини до приблизно 1100 Вт·год/л.
Було доведено сумісність катодів як із власними твердотільними катодами компанії, так і з катодами від сторонніх виробників. Доктор Сіва Сіварам, президент та генеральний директор QS, підсумовує: „Osprey — це результат багаторічної піонерської дослідницької та розробницької роботи, і ми раді вперше представити його широкій публіці. Індустрія значно інвестувала у батареї на основі сульфідів, проте постійно стикається з однаковими фундаментальними обмеженнями. Як показують дані, Osprey може подолати ці обмеження. Ми переконані, що Osprey здатен розкрити повний потенціал твердотільних батарей, і нашою метою є зробити його провідною платформою для їх розробки.“
Проте існують певні технічні виклики, поки „Osprey“ не стане готовим до масового виробництва. За словами американської компанії, клієнти з автомобільної промисловості зазвичай віддають перевагу призматичним елементам більшого формату, які забезпечують вищу ємність порівняно з існуючим дизайном QSE-5. Однак вищезазначені результати отримані переважно на основі двошарових тестових елементів. Хоча вони мають таку саму площу поверхні, як і дизайн елемента QSE-5, „для більших елементів, ймовірно, знадобиться як більше шарів, так і більша площа кожного шару“, — зазначають у компанії. Крім того, у процесі виробництва ще потрібно багато роботи з розробки, адже наразі він демонструвався лише в лабораторних умовах.
Давайте ще раз озирнемося на історію становлення цієї компанії: QuantumScape належить до перспективних розробників твердотільних акумуляторів у США та отримує підтримку насамперед від Volkswagen. Наприкінці 2025 року компанія повідомила про завершення встановлення важливих об’єктів для пілотного виробництва згаданих вище твердотільних елементів QSE-5 у каліфорнійському Сан-Хосе, а у лютому 2026 року відбулося відкриття пілотної лінії. Ця так звана Eagle Line – це автоматизована лінія для виробництва акумуляторних елементів від QuantumScape, яка має стати основою для майбутнього серійного виробництва. Однак QuantumScape не прагне створювати власне масове виробництво, а хоче реалізовувати проекти у масштабах GWh насамперед шляхом надання ліцензій партнерам.
У жовтні 2025 року американці повідомили, що розпочали постачання зразків B1 з елементів QSE-5. Вони тоді не уточнили, кому саме компанія передала ці нові зразки. Однак серед отримувачів, ймовірно, є Volkswagen, адже зв’язок між QuantumScape та компанією з Вольфсбурга є тісним та ще більше зміцнився влітку 2025 року. У центрі спільної програми знаходиться мотоцикл Ducati V21L, який оснащується твердотільними акумуляторами та проходить ґрунтовні випробування. Крім того, з середини року став відомим ще один відомий партнер з розробок — Honda.
Очевидно, що елемент під назвою QSE-5 має стати першим комерційним продуктом компанії QuantumScape – з ємністю 5 А·год, щільністю енергії понад 844 Вт·год/л та часом зарядки 12,2 хвилини від 10% до 80% рівня заряду. За даними виробника, у жовтні 2024 року він розпочав у невеликих обсягах як виробництво, так і постачання зразків типу B для тестування у клієнтів автомобільної галузі.
Компанія конкретно називає QSE-5 твердотільним акумуляторним елементом розмірами 84,5 мм × 65,6 мм × 4,6 мм. Цей елемент також має функціонувати при низьких температурах до -30 градусів Цельсія. До QSE-5 у QuantumScape вже існували два прототипи елементів: зразки типу „A0“ були поставлені автовиробникам для тестування незадовго до Різдва 2022 року. У березні 2024 року з’явилися так звані елементи „Alpha-2“.