QuantumScape (QS): Johtaa kiinteäaineparisto‑kilpailua

Miksi kiinteäaineparistot ovat seuraava suuri harppaus

Kaikkien liikennemuotojen sähköistyessä ensin autoissa ja pian myös kuorma-autoissa, laivoissa ja mahdollisesti lentokoneissa akkuvarastoinnista on tullut vuosikymmenen avainteknologia.

Tämä koskee erityisesti liikennettä, jossa tarvitaan suurta energiatiheyttä, mutta teknologia voi olla ratkaiseva myös tuuli- ja aurinkovoiman kaltaisten uusiutuvien energialähteiden vaihtelevan tuotannon tasapainottamisessa.

Litiumioniteknologia on hallinnut alaa, sillä se on tähän asti tarjonnut parhaan kompromissin kustannusten, energiatiheyden ja raaka-aineiden saatavuuden välillä.

Litiumioniteknologiassa on kuitenkin muutamia keskeisiä ongelmia, jotka voivat rajoittaa sen käyttöönottoa:

• Siihen muodostuu helposti metallisia dendriittejä, jotka voivat aiheuttaa vakavan vian ja akkupalon.
• Se toimii heikosti pakkasessa, joten se soveltuu huonosti kylmään ilmastoon ja kylmien alueiden kiinteään energiavarastointiin.
• Sen energiatiheys on suuri, mutta ei vieläkään ihanteellinen pitkille ajomatkoille tai raskaisiin käyttökohteisiin, kuten kuorma-autoihin ja linja-autoihin.
• Useimmat akut menettävät tehoa ja heikkenevät nopeammin kuin muu sähköauto, mikä huolestuttaa ostajia jälleenmyyntiarvosta ja kalliin uuden akkupaketin tarpeesta.

Kaikista näistä syistä tutkijat ja akkuvalmistajat ovat pyrkineet kehittämään paremman akkutyypin.

Vielä tärkeämpää on, että litiumioniakku on jo hyvin kypsä rakenne, ja uusien mallien energiatiheys on parantunut vain harvoin vuoden 2020 jälkeen.

Lähde: QuantumScape

Keskeinen ajatus on korvata anodin ja katodin välinen nestemäinen elektrolyytti kiinteällä elektrolyytillä. Tällaista akkua kutsutaan kiinteäaineakuksi. Ratkaisu voi parantaa energiatiheyttä, koska nestemäinen elektrolyytti ja sen kotelointi lisäävät painoa, ja se parantaa myös turvallisuutta, sillä perinteiset nestemäiset elektrolyytit ovat litiumakkujen merkittävä paloriski.

Ajatus on teoriassa yksinkertainen, mutta kiinteäaineakun prototyypin rakentaminen on käytännössä monimutkaisempaa. Olemme aiemmin käsitelleet useita kokeellisia ratkaisuja, kuten täysin anodittomia malleja ja tekoälyä hyödyntäviä menetelmiä.

Näiden kokeellisten ratkaisujen vieminen massatuotantoon vakaalla laadulla ja kohtuullisin kustannuksin on kuitenkin oma haasteensa.

Yksi länsimainen yritys näyttää vihdoin lähestyvän kiinteäaineakkujen massatuotantoa: QuantumScape.

QuantumScape‑katsaus

Kalifornialainen QuantumScape on ollut perustamisvuodestaan 2010 lähtien näkyvä kiinteäaineakkualan startup. Se tuli alalle varhain ja toimii riippumattomana suuremmista akkuvalmistajista, jotka myös kehittävät kiinteäaineteknologiaa, kuten CATL (300750.SZ), Samsung ja LG Energy Solution (373220.KS).

Vuonna 2018 yhtiö perusti yhteisyrityksen Volkswagenin akkuyksikön PowerCo:n kanssa.

Tästä alkoi hidas prosessi, jossa kehitettiin massavalmistusmenetelmää ja testattiin laajasti rakenteen suorituskykyä todellisessa sähköautossa.

Lähde: QuantumScape

Syyskuussa 2025 yhtiö esitteli akkunsa ensimmäistä kertaa todellisessa kaupallisessa ajoneuvossa, täyssähköisessä Ducati V21L -kilpamoottoripyörässä.

QS:n kiinteäaineteknologialla toimivassa muokatussa Ducati-sähkömoottoripyörässä on ainutlaatuinen akkujärjestelmä, jonka Volkswagen-konserniin kuuluvan Audin asiantuntijat suunnittelivat nimenomaan QS:n kiinteäainekennoille. Se havainnollistaa teknologian mahdollisuuksia kilparadalla.

Ducati kuuluu Volkswagen-konserniin yhdessä Audin, Bentleyn, CUPRAn, Lamborghinin, Porschen, SEATin ja Škodan kanssa. Voit lukea lisää Volkswagenista ja sen sähköautostrategiasta saksalaisvalmistajan tilanteen korjaamiseksi konsernia käsittelevästä raportistamme.

Sähkömoottoripyörään keskittyminen on perusteltua, koska se mahdollistaa ”pienen volyymin mutta suuren näkyvyyden demonstraation”. Ratamoottoripyörä vaatii sekä erittäin suurta tehoa että suurta energiatiheyttä, joten se osoittaa samalla akkupaketin tekniset kyvyt.

Volkswagen‑kumppanuus

Riippumattomana startupina, eikä jättimäisenä autonvalmistajana tai kiinalaisten, japanilaisten ja korealaisten kilpailijoidensa kaltaisena vakiintuneena akkuvalmistajana, QuantumScape on aina ollut sijoittajille tavallista riskialttiimpi.

Teknologia saattoi olla erinomaista, mutta osaaminen ja rahoituskyky sen viemiseksi massatuotantoon olivat jatkuva kysymysmerkki.

Tämä muuttuu toistuvien rahoituskierrosten ja maailman toiseksi suurimman autokonsernin Volkswagenin kanssa tehtyjen sopimusten ansiosta. Kumppanuus on erittäin tärkeä QuantumScapen osakkeenomistajille.

Lähde: QuantumScape

Saksalainen autokonserni aikoo ottaa kiinteäaineakut käyttöön Scalable System Platform (SSP) -alustassaan, joka toimii yhteisenä sähköautoalustana konsernin kaikkien merkkien kaikille malleille.

Vuoden 2024 sopimuksen mukaan PowerCo voi valmistaa sähköautojen akkuja 40 gigawattituntia vuodessa ja kasvattaa kapasiteetin myöhemmin 80 GWh:iin.

Suhde PowerCo:n kanssa syveni vuonna 2025, kun kiinteäaineakkuja käytettiin Ducati-moottoripyörässä ja PowerCo sitoutui maksamaan kahden seuraavan vuoden aikana enintään 131 miljoonaa dollaria lisää yhteisen skaalaustiimin saavuttaessa sovitut välitavoitteet.

”Laajennettu sopimus on selvä merkki yhtiöiden strategisen, teknisen ja taloudellisen yhteistyön syvenemisestä.

Se kuvastaa yhteistä luottamustamme siihen, että QSE-5 muuttaa akkualaa perustavanlaatuisesti.”

Dr. Siva Sivaram – toimitusjohtaja ja presidentti QuantumScape.

Vuonna 2025 Volkswagen lupasi maksaa kahden seuraavan vuoden aikana enintään 131 miljoonaa dollaria lisää, jos yhteinen skaalaustiimi saavuttaa tietyt välitavoitteet.

Sopimus myös antaa Volkswagenille mahdollisuuden tarjota vuosittain enintään 5 GWh QuantumScapen ylimääräistä kapasiteettia Volkswagen-konsernin ulkopuolisille asiakkaille sekä oikeuden lisensoida tiettyä tulevaa QS-teknologiaa.

Muut kumppanuudet

Volkswagen-sopimukset eivät ole yhtiön ainoita tärkeitä järjestelyjä. QuantumScapella on myös julkistamattomia yhteiskehityssopimuksia suuren kansainvälisen autonvalmistajan kanssa sekä sopimuksia liikevaihdoltaan johtavan autonvalmistajan, luksus- ja premium-valmistajien, kiinteän energiavarastoinnin ja kulutuselektroniikan toimijoiden kanssa.

QuantumScape lisää myös kumppanuuksia keraamisen erottimensa massatuotannon parantamiseksi. Se ilmoitti 30. syyskuuta sopimuksesta Corningin (GLW ) kanssa keraamisten erottimien valmistuskyvyn yhteiskehittämiseksi sekä yhteistyöstä Murata Manufacturingin kanssa. Molemmat kumppanit tuovat työhön maailmanluokan keramiikkavalmistuksen asiantuntijoita.

”Corningin maailmanluokan keramiikan valmistusosaaminen tekee siitä ihanteellisen lisän QS:n teknologiaekosysteemiin.

Rakennamme yhdessä ekosysteemikumppaneidemme kanssa perustaa tehokkaiden kiinteäaineakkujemme skaalautuvalle tuotannolle ja edistämme tehtäväämme mullistaa energiavarastointi.”

Dr. Siva Sivaram – QuantumScapen toimitusjohtaja

QuantumScape‑teknologia

Pyyhkäise vierittääksesi →

Miksi QuantumScape:n anodi‑vapaa suunnittelu on merkittävä

QuantumScapen akun ainutlaatuinen ominaisuus, jota julkistuksen aikaan pidettiin mullistavana, on anoditon rakenne.

Sittemmin muut kokeelliset ratkaisut ovat tutkineet samaa ajatusta, mutta se on edelleen melko harvinainen ja hyvin edistyksellinen kiinteäaineakkutyyppi.

Lähde: QuantumScape

Anoditon rakenne parantaa akun kestävyyttä merkittävästi poistamalla anodin rajapinnassa tapahtuvan kapasiteettihäviön. Se kasvattaa myös energiatiheyttä, koska tavallisen akun anodille varattu tila ja tilavuus jäävät pois.

Kun anodia ei ole, sen valmistamiseen tarvittavaa materiaalia ja siihen liittyviä valmistuskustannuksia ei myöskään tarvita.

Tämä antaa yhtiölle selvän kustannusedun paitsi perinteisiin litiumioniakkuihin myös muihin tuleviin kiinteäaineakkuvalmistajiin nähden, kuten Toyota (TM ) — katso raporttimme tästä autonvalmistajasta.

Lähde: QuantumScape

Kuten kaikki kiinteäaineakut, QuantumScapen ratkaisu on lähes kaikilla mittareilla selvästi litiumioniakkuja parempi:

• Se latautuu vain 15 minuutissa (10–80 % 45 °C:ssa).
• Nestemäisen elektrolyytin korvaava erotin ei syty eikä pala.
• Akkukennojen energiatiheys on 844 Wh/L ja 301 Wh/kg.
  • Vertailun vuoksi Teslan 4680-kennojen energiatiheys on 643 Wh/L ja 241 Wh/kg, ja BYD:n Blade-kennojen noin 375 Wh/L ja 160 Wh/kg.

Teslan korkealle arvostamiselle voi siis edelleen olla monia syitä — katso lisätietoja raportistamme — mutta pian yhtiön akkujen laatu ei ehkä enää ole yksi niistä.

On myös huomattava, että suorituskyky todennäköisesti paranee entisestään, kun QuantumScape alkaa valmistaa suurempia kennomuotoja. Yli 1 000 Wh/L:n energiatiheys vaikuttaa saavutettavalta.

Lähde: QuantumScape

Tulokset vaativat paljon työtä, ja ne saavutettiin yhtiön siirryttyä varhain anodittomien kiinteäaineakkujen alalle.

Tällä hetkellä näyttää siltä, että lähinnä CATL:n hunajakennoarkkitehtuuri voisi vähentää dendriittien muodostumista vastaavalla tavalla, ja mahdollisesti myös IONin anodittomat kiinteäaineakut.

”Meiltä kului yli kymmenen vuotta, yli kaksi miljoonaa testiä ja yli 300 miljoonaa dollaria osoittamamme suorituskyvyn saavuttamiseen. Siksi pidämme ongelmaa erittäin vaikeana ja uskomme, että kilpailijoiden on vaikea ratkaista se.”

Vastaamaan asiakkaiden mieltymyksiä

QuantumScapen akun parempi suorituskyky vastaa yleisiä vaatimuksia, joiden täyttyessä polttomoottoriajoneuvot voidaan korvata kokonaan sähköautoilla:

• Enimmäistoimintamatka yli 375 mailia eli 600 kilometriä.
• Pikalataus enintään 15 minuutissa; tämä hyväksytään laajasti vain, jos täysi lataus tarjoaa riittävän toimintamatkan.
• Akun käyttöikä vähintään 12 vuotta tai 150 000 mailia (240 000 kilometriä).
• Sama hinta kuin polttomoottoriajoneuvoilla.
• Hyvä toiminta kaikissa sääoloissa, niin kuumassa kuin kovassa pakkasessa.
• Ei paloriskiä.

24-kerroksinen A0-prototyyppikennommekin on suorittanut yli 1 000 täyttä lataus-purkaussykliä ja säilyttänyt yli 95 % energiakapasiteetistaan. Tämä vastaisi noin 300 000 mailin ajamista siten, että alkuperäisestä kapasiteetista olisi edelleen jäljellä 95 % (noin 300 mailin toimintamatkalla yhdellä latauksella).

”Kehityksen lopputulos voisi olla akkukenno, joka tarjoaa pitkän toimintamatkan, latautuu erittäin nopeasti eikä käytännössä vanhene.”

Frank Blome – PowerCo:n toimitusjohtaja

Cobra‑separatori: QuantumScape‑valmistuksen skaalaus

QuantumScapen akut valmistetaan pääosin pitkälle automatisoidussa laitoksessa San Josessa Kaliforniassa. Uudessa ”Cobra”-kennorakenteessa käytetään uudenlaista lämpökäsittelyä.

Tämä 25 kertaa tehokkaampi lämpökäsittely pienentää akunvalmistuksen tarvitsemaa tilaa rajusti ja on siksi tärkeä massatuotannon mahdollistaja. Se kuluttaa myös vähemmän energiaa, alentaa kustannuksia ja parantaa prosessin ympäristöprofiilia.

Cobran myöhempien versioiden odotetaan parantavan tuotantoprosessia edelleen. Cobra-erotinprosessi siirtyi perustuotantoon kesäkuussa 2025, ja sen pitäisi kasvattaa läpimenoa merkittävästi.

QuantumScape‑tulevaisuuden virstanpylväät (QS)

Pyyhkäise vierittääksesi →

Vaikka Ducati-moottoripyörä on jo esitelty julkisesti, sen kenttätestit alkavat vasta vuonna 2026 sen jälkeen, kun suuremman tuotantomäärän laitteet on asennettu vuonna 2025.

Vuodesta 2026 on muodostumassa QuantumScapelle siirtymävaihe, jossa yhtiö etenee kumppanuuksista, sopimuksista ja QSE-5-näytekennojen toimittamisesta kohti massatuotannon ja merkittävien kaupallisten toimitusten alkua.

Vielä tarvitaan kuitenkin muutama vuosi, ennen kuin useimmat Volkswagenin moottoripyörät ja myöhemmin autot käyttävät QuantumScape/PowerCo-akkuja.

Syyn voi tiivistää Elon Muskin sanoihin vuodelta 2017, jolloin Tesla kamppaili tuotannon kasvattamisessa pienten erien yläpuolelle: ”massatuotanto on helvettiä”.

Yhteenveto

QuantumScape nousi sijoittajien suureen suosioon vuonna 2021, mutta sen osakekurssi laski rajusti aina heinäkuuhun 2025 asti. Keskustelua hallitsi epäily siitä, pääsisikö yhtiö koskaan massatuotantoon.

Osake on sittemmin toipunut voimakkaasti pohjalukemistaan, mutta on yhä kaukana vuoden 2021 tasosta. Syvenevä Volkswagen-yhteistyö osoittaa, että nykyisen QuantumScapen riskiprofiili poikkeaa olennaisesti menneestä.

Yhtiö on nyt siirtymässä tuotantokapasiteetin kasvuvaiheeseen. Sen akut ovat vihdoin tulossa kaupalliseen tuotteeseen Ducati-moottoripyörässä, ja yhtiö valmistautuu laajentumaan maailman toiseksi suurimman autovalmistajan sähköautoihin.

Samalla siitä on tulossa tärkeä kumppani OEM-valmistajille, jotka etsivät aasialaisille toimittajille vaihtoehtoista akkulähdettä.

Pitkä odotus QuantumScapen siirtymisestä startup-vaiheen ohi on siis todennäköisesti pian päättymässä. Osakekurssin viimeaikainen nousu kertoo markkinoiden olevan samaa mieltä, vaikka yhtiön mielikuvan muutos on edelleen kesken.

Viimeisimmät QuantumScape (QS) -osaketiedot ja kehitykset