QuantumScape (QS): الريادة في سباق البطاريات الصلبة

لماذا تُعد البطاريات الصلبة القفزة الكبيرة التالية

مع كهربائية جميع أشكال النقل، بدءًا بالسيارات، وسرعان ما ستشمل الشاحنات والسفن وربما حتى الطائرات، أصبحت تخزين البطاريات المفتاح لتقنية العقدة.

هذا صحيح بشكل خاص للنقل، الذي يتطلب كثافة طاقة عالية، ولكنه قد يكون حاسمًا أيضًا لموازنة تقلبات مصادر الطاقة المتجددة مثل الرياح والطاقة الشمسية.

هيمنت تقنية الليثيوم أيون على الصناعة، باعتبارها أفضل حل حتى الآن من حيث التكلفة وكثافة الطاقة وتوافر الموارد.

مع ذلك، تقدم تقنية الليثيوم أيون عددًا من القضايا الرئيسية التي قد تحد من اعتمادها:

• تميل إلى تكوين أشجار معدنية يمكن أن تتسبب في فشل كارثي وحرائق للبطارية.
• تعمل بشكل ضعيف في درجات الحرارة المتجمدة، مما يجعلها غير مناسبة للمناخات الباردة والتخزين الثابت في المناطق الباردة.
• كثافة طاقتها عالية، لكنها لا تزال غير مثالية للقيادة على مسافات طويلة، أو للتطبيقات الثقيلة مثل الشاحنات والحافلات.
• معظم البطاريات تفقد الطاقة وتتحلل بسرعة أكبر من باقي مكونات السيارة الكهربائية، مما يخلق قلقًا لدى المشترين بشأن قيمة إعادة البيع ومخاطر الحاجة إلى حزمة بطارية جديدة مكلفة.

لهذه الأسباب، يسعى العلماء ومصنّعو البطاريات إلى إنشاء تصميم بطارية أفضل.

والأهم من ذلك، أن تقنية الليثيوم أيون أصبحت الآن تصميمًا ناضجًا، مع قلة النماذج الجديدة التي تُظهر تحسنًا في كثافة الطاقة منذ عام 2020.

المصدر: QuantumScape

الفكرة الأساسية، التي تُسمى بطارية صلبة، هي استبدال الكهرل السائل بين الأنود والكاثود بكهرل صلب. هذا لا يجعل البطارية أكثر كثافة محتملة (نظرًا لأن الكهرل السائل وحاويته يضيفان وزنًا)، بل يجعلها أكثر أمانًا، حيث إن الكهرلات السائلة التقليدية هي المصدر الرئيسي لخطر الحريق في بطاريات الليثيوم.

على الرغم من سهولة الفكرة نظريًا، فإن بناء نموذج أولي لبطارية صلبة أكثر تعقيدًا. لقد غطينا عدة أمثلة لتصاميم تجريبية من قبل، بما في ذلك تلك بدون أنود على الإطلاق، أو باستخدام الذكاء الاصطناعي للقيام بذلك.

لكن تحويل هذه التصاميم التجريبية إلى مرحلة الإنتاج الضخم، مع مستوى جودة ثابت وتكلفة معقولة، يمثل تحديًا آخر.

شركة واحدة في الغرب تبدو أنها وصلت أخيرًا إلى خط الوصول لإنتاج بطاريات صلبة على نطاق واسع: QuantumScape.

نظرة عامة على QuantumScape

منذ تأسيسها في عام 2010، كانت QuantumScape الكاليفورنية شركة ناشئة بارزة في مجال البطاريات الصلبة، مميزة بدخولها المبكر إلى هذا المجال واستقلالها عن صانعي البطاريات الأكبر الذين يسعون أيضًا إلى تقنية الصلبة، مثل CATL (300750.SZ)، سامسونج، أو LG Energy Solution (373220.KS).

منذ ذلك الحين، شكلت الشركة في عام 2018 مشروعًا مشتركًا مع قسم بطاريات فولكسفاجن PowerCo.

بدأ ذلك العملية البطيئة لتطوير طريقة تصنيع جماعية واختبارات مكثفة للتحقق من أداء التصميم في سيارة كهربائية حقيقية.

المصدر: QuantumScape

في سبتمبر 2025، قامت الشركة أخيرًا بعرض بطاريتها في مركبة تجارية حقيقية، دراجة نارية سباق Ducati V21L كهربائية بالكامل.

الدراجة النارية الكهربائية المعدلة من Ducati المدعومة بتقنية QuantumScape الصلبة تحتوي على نظام بطارية من النوع الأول من نوعه صممته متخصصون في Audi التابعة لمجموعة VW خصيصًا لخلايا بطاريات QS الصلبة وتبرز الإمكانات المحتملة للتقنية على حلبة السباق.

Ducati هي جزء من مجموعة فولكسفاجن، إلى جانب علامات تجارية مثل Audi، Bentley، CUPRA، Lamborghini، Porsche، SEAT، وŠkoda (يمكنك قراءة المزيد عن فولكسفاجن واستراتيجية EV الخاصة بها لتغيير وضع الشركة الألمانية في تقريرنا المخصص عن المجموعة).

التركيز على دراجة نارية كهربائية مبرر بإمكانية تقديم “عرض منخفض الحجم ولكن عالي الرؤية”. حيث تتطلب دراجات السباق قدرة طاقة عالية جدًا وكثافة طاقة مرتفعة، مما يوضح القدرة التقنية لحزمة البطارية.

شراكة فولكسفاجن

كشركة ناشئة مستقلة، بدلاً من صانع سيارات عملاق أو صانعي بطاريات راسخين مثل نظيراتها الصينية أو اليابانية أو الكورية، كان خطر QuantumScape أعلى دائمًا للمستثمرين.

قد تكون التقنية رائعة، لكن الخبرة والقدرة المالية لجلبها إلى الإنتاج الضخم كانت دائمًا علامة استفهام.

هذا يتغير بفضل جولات التمويل المتكررة والاتفاقيات الموقعة مع فولكسفاجن، ثاني أكبر مجموعة تصنيع سيارات في العالم، وهو أمر مهم جدًا لمساهمي QuantumScape.

المصدر: QuantumScape

ستدمج الشركة الألمانية البطاريات الصلبة في منصة النظام القابلة للتوسع (SSP)، المصممة لتشكيل منصة EV مشتركة لجميع طرازات جميع علامات الشركة.

بموجب الاتفاقية لعام 2024, يمكن لـ PowerCo تصنيع ما يصل إلى 40 جيجاواط-ساعة سنويًا من بطاريات السيارات الكهربائية، مع خيار التوسع إلى 80 جيجاواط-ساعة سنويًا.

العلاقة مع PowerCo تقترب أكثر في 2025، مع استخدام بطاريات صلبة في دراجة Ducati، ومع أن PowerCo ستوفر ما يصل إلى 131 مليون دولار من المدفوعات الجديدة على مدار العامين القادمين عند تحقيق فريق التوسع المشترك لبعض المعالم.

“هذه الاتفاقية الموسعة هي إشارة واضحة إلى التوافق الاستراتيجي، التقني، والمالي المتزايد بين الشركتين.

إنها تعكس ثقتنا المشتركة في QSE-5 كمنصة تغير قواعد اللعبة لصناعة البطاريات.”

د. سيفا سيفارام – الرئيس التنفيذي ورئيس QuantumScape.

في عام 2025، وافقت فولكسفاجن على توفير ما يصل إلى 131 مليون دولار من المدفوعات الجديدة على مدار العامين القادمين عند تحقيق فريق التوسع المشترك لبعض المعالم.

كما تسمح لفولكسفاجن بتوفير ما يصل إلى إضافة 5 جيجاواط من السعة الاحتياطية التي تمتلكها QuantumScape كل عام, للعملاء خارج مجموعة فولكسفاجن, بالإضافة إلى حق الترخيص لتقنيات QS المستقبلية.

شراكات أخرى

اتفاقيات فولكسفاجن ليست الوحيدة المهمة للشركة، حيث لديها أيضًا اتفاقيات تطوير مشتركة غير معلنة مع شركة تصنيع سيارات عالمية كبرى، واتفاقيات مع أكبر شركة تصنيع سيارات من حيث الإيرادات، وشركات فاخرة ومتميزة، بالإضافة إلى تخزين ثابت وإلكترونيات استهلاكية.

تعمل QuantumScape أيضًا على تعزيز الشراكات لتحسين الإنتاج الضخم للفاصل الخزفي: في 30 سبتمبر، أعلنت اتفاقية مع Corning (GLW ) لتطوير قدرات تصنيع الفاصل الخزفي بشكل مشترك، ومع Murata Manufacturing، مع تقدم إضافي في التعاون، حيث يضم خبراء تصنيع خزف عالميين من الشركتين.

“توفر قدرات Corning العالمية في تصنيع الخزف إضافة مثالية إلى نظام تقنية QS.

مع شركائنا في النظام البيئي، نبني الأساس لإنتاج واسع النطاق لبطارياتنا الصلبة عالية الأداء ونعزز مهمتنا في إحداث ثورة في تخزين الطاقة.”

د. سيفا سيفارام – الرئيس التنفيذي ورئيس QuantumScape

تقنية QuantumScape

اسحب للتمرير →

لماذا يهم تصميم QuantumScape الخالي من الأنود

ميزة فريدة من نوعها في بطارية QuantumScape، التي اعتُبرت في وقت الكشف ثورية، هي أنها تستخدم تصميمًا خاليًا من الأنود.

منذ ذلك الحين، استكشفت تصاميم تجريبية أخرى هذا المفهوم، لكنه لا يزال نوعًا نادرًا ومتقدمًا جدًا من البطاريات الصلبة.

المصدر: QuantumScape

يعزز التصميم الخالي من الأنود متانة البطارية بشكل كبير من خلال القضاء على فقدان السعة عند واجهة الأنود. كما يزيد من كثافة البطارية بإزالة المساحة والحجم المعتادين لاستخدام الأنود في بطارية عادية.

عدم وجود أنود يعني أيضًا عدم الحاجة إلى مادة لبنائه وتكاليف التصنيع المرتبطة به.

يمنح هذا الشركة ميزة تكلفة صلبة ليس فقط ضد تصاميم الليثيوم أيون التقليدية، بل أيضًا ضد مصنّعي البطاريات الصلبة المستقبلية (مثل تويوتا (TM ), اطلع على تقريرنا عن هذه الشركة المصنعة للسيارات).

المصدر: QuantumScape

مثل جميع البطاريات الصلبة، يتميز تصميم QuantumScape بأداء متفوق على بطاريات الليثيوم أيون في معظم المقاييس:

• يمكن شحنها في 15 دقيقة فقط (10-80% عند 45 ºC).
• الفاصل الذي يحل محل الكهرل السائل غير قابل للاشتعال ولا يشتعل.
• كثافة طاقة خلايا البطارية 844 Wh/L و301 Wh/kg.
  • للمقارنة، خلايا Tesla 4680 تبلغ 643 Wh/L و241 Wh/kg، وخلايا BYD Blade حوالي 375 Wh/L و160 Wh/kg.

لذلك، رغم وجود العديد من الأسباب لتقدير Tesla عاليًا (اطلع على تقريرنا للمزيد من المعلومات)، قد لا تكون جودة بطاريات الشركة من بينها قريبًا.

كما يجب الإشارة إلى أن هذه الأداءات من المرجح تحسينها أكثر بمجرد أن تبدأ QuantumScape في إنتاج صيغ خلايا أكبر، مع إمكانية الوصول إلى كثافة طاقة >1.000 Wh/L.

المصدر: QuantumScape

هذه النتائج تم تحقيقها بصعوبة وبفضل دخول الشركة المبكر إلى مجال البطاريات الصلبة الخالية من الأنود.

حتى الآن، يبدو أن بنية خلية العسل لـ CATL هي الوحيدة التي قد تحقق تقليلًا مماثلًا في تكوين الأشجار، وربما بطاريات ION الخالية من الأنود.

“استغرقنا أكثر من 10 سنوات، وأكثر من مليوني اختبار، وأكثر من 300 مليون دولار للوصول إلى مستوى الأداء الذي أظهرناه، لذا نعتقد أن هذه مشكلة صعبة جدًا وستكون صعبة على المنافسين حلها.”

مطابقة تفضيلات العملاء

تطابق بطارية QuantumScape الأداء العالي المتطلبات العامة لاستبدال مركبات محركات الاحتراق الداخلي (ICE) بالكامل بسيارات كهربائية:

• نطاق أقصى أعلى من 375 ميل / 600 كيلومتر.
• شحن سريع في 15 دقيقة كحد أقصى، مع قبول واسع لهذا الرقم فقط إذا كان الشحن الكامل يوفر نطاقًا كافيًا.
• عمر البطارية لا يقل عن 12 سنة / 150,000 ميل (240,000 كيلومتر).
• نفس تكلفة مركبات ICE.
• عمل جيد في جميع الظروف الجوية، سواء في الحرارة الشديدة أو البرودة الشديدة.
• لا مخاطر حريق.

خلية النموذج الأولي A0 ذات الـ24 طبقة أكملت أكثر من 1,000 دورة شحن-تفريغ مكافئة مع احتفاظ بأكثر من 95% من الطاقة. هذا يعادل قيادة ~300,000 ميل مع الحفاظ على 95% من الاحتفاظ الأصلي للطاقة (مع ~300 ميل من النطاق على شحنة واحدة).

“النتيجة النهائية لهذا التطوير قد تكون خلية بطارية تمكّن من مسافات طويلة، يمكن شحنها بسرعة فائقة، ولا تتقادم عمليًا.

فرانك بلوم – الرئيس التنفيذي لـ PowerCo

فاصل Cobra: توسيع تصنيع QuantumScape

ستُصنّع بطاريات QuantumScape في معظمها في منشأة مؤتمتة عاليًا في سان خوسيه، كاليفورنيا. ستستخدم معالجة حرارية جديدة لتصميم خلايا “Cobra” الأحدث.

تقلل معالجة الحرارة الأكثر كفاءة بـ 25 مرة من المساحة الفعلية التي تشغلها عملية إنتاج البطارية، مما يجعلها عنصرًا أساسيًا في توسيع الإنتاج الضخم. كما أنها أقل استهلاكًا للطاقة، مما يقلل التكاليف أكثر ويحسن البصمة الخضراء للعملية.

من المتوقع أن تحسن الإصدارات المستقبلية من Cobra هذا العنصر من عملية الإنتاج أكثر في المستقبل. دخلت عملية فاصل Cobra الإنتاج الأساسي في يونيو 2025 ويجب أن تحسن بشكل كبير حجم الإنتاج.

معالم مستقبلية لـ QuantumScape (QS)

اسحب للتمرير →

بينما تم الكشف عنها علنًا، ستخضع دراجة Ducati لاختبار ميداني فقط في 2026، بعد تركيب معدات لإنتاج حجم أعلى في 2025.

بشكل عام، يبدو أن عام 2026 سيشكل لحظة الانتقال لـ QuantumScape، عندما تنتقل من الشراكات والاتفاقيات وتقديم عينات من خلايا بطارية QSE-5 إلى بداية الإنتاج الضخم والتسليمات التجارية الجادة.

ومع ذلك، قبل أن تعمل معظم دراجات فولكسفاجن، ثم السيارات، على بطاريات QuantumScape / PowerCo، سيظل هناك بضع سنوات مطلوبة.

ذلك لأن، كما قال إيلون ماسك في عام 2017 عندما واجهت Tesla صعوبة في رفع الإنتاج فوق حجم الدفعات الصغيرة، “الإنتاج الضخم جحيم”.

الخلاصة

كانت QuantumScape شركة حظيت بشعبية كبيرة بين المستثمرين في عام 2021، قبل أن تشهد انخفاضًا حادًا في سعر السهم حتى يوليو 2025، حيث ساد الشك حول قدرة الشركة على الوصول إلى الإنتاج الضخم.

منذ ذلك الحين تعافت بقوة من أدنى مستوياتها، لكنها لا تزال بعيدًا عن مستويات 2021. كما توضح الشراكة المتعمقة مع فولكسفاجن، فإن QuantumScape اليوم لديها ملف مخاطر مختلف جذريًا عن الماضي.

إنها الآن تدخل مرحلة توسيع طاقة إنتاجها، وتراها أخيرًا تدخل منتجًا تجاريًا مع دراجة Ducati، وتستعد للتوسع إلى سيارات EV لأكبر صانع سيارات في العالم.

وبالتوازي، تصبح شريكًا رئيسيًا لشركات OEM التي تبحث عن إمداد بطاريات بديل غير آسيوي.

لذا فإن الانتظار الطويل لـ QuantumScape لتجاوز مرحلة الشركة الناشئة من المحتمل أن ينتهي قريبًا. يبدو أن الارتفاع الأخير في سعر السهم يُظهر أن السوق يتفق أيضًا، مع استمرار تغير صورة الشركة.

أحدث أخبار وتطورات سهم QuantumScape (QS)