Kiintojätesolut lähestyvät todellisuutta tulevaisuuden sähköajoneuvoissa

Yleisimmin käytettyjen litiumioniakkujen vahvin vaihtoehto, jonka edut ovat parantunut turvallisuus, suurempi energiateho, pidempi käyttöikä ja nopeampi lataus, on lähes täällä.

Tämä lupaava vaihtoehto on kiintojätesolut (SSB), jotka korvaavat nestemäiset elektrolyytit kiinteillä elektrolyyteillä, poistaen näin palorisken ja mahdollistavat kompaktimman suunnittelun, sekä tukevat useampia lataussyklejä ennen heikkenemistä.

Uusi tutkimus¹ Kalifornian yliopistolta tarkasteli teknologiaa ja totesi sen kykenevän muuttamaan paitsi sähköautot myös kulutuselektroniikan ja energian varastoinnin. Kaiken avain on kemia ja tekniikka.

“Poistamalla neste ja käyttämällä sen sijaan vakaita kiinteitä materiaaleja, voimme turvallisesti syöttää enemmän sähköä akkuun kerralla ilman ylikuumenemis- tai paloriskejä.”

– Pääkirjoittaja Cengiz Ozkan, mekaanisen tekniikan professori UCR:ssä

Eroavaisuutena perinteisten litiumioniakkujen nestemäiseen elektrolyyttiin, joka heikkenee ajan myötä, aiheuttaa paloriskin ja rajoittaa latausnopeutta, kiintojätesolujen kiinteä materiaali tarjoaa vakaamman ja turvallisemman ympäristön, mahdollistaen tehokkaamman latauksen vähemmillä turvallisuusongelmilla.

Suurempien ominaisuuksiensa ansiosta verrattuna nykyisiin litiumioniakkuihin, SSB:t ovat saaneet paljon huomiota yritysten keskuudessa, mutta toistaiseksi teknologia on edelleen kehitysvaiheessa. Ei enää kauaa.

Todellinen validointi: Kiintojätesolut sähköautoissa (QS/VW-demo)

Tällä viikolla kiintojätesolujen kehittäjä QuantumScape (QS ), yhdessä liikekumppaninsa PowerCon kanssa, teki live‑näytön energiatehokkaista kiintojätesolulitiiumitista litiummetalliparistoista, jotka virtasivat ajoneuvoa.

PowerCo on Volkswagen‑konsernin akkuosasto, yksi maailman johtavista autonvalmistajista ja Euroopan suurin autonvalmistaja. VW omistaa brändit kuten Audi, Bentley, CUPRA, Ducati, Lamborghini, Porsche, SEAT ja Škoda. Yritys valmistaa myös kevyitä ja raskaita hyötyajoneuvoja kuten MAN ja Scania, kun taas CARIAD on ohjelmisto‑ ja teknologiaosasto kaikille Volkswagen‑konsernin ajoneuvoille.

VW‑konserni ja PowerCo ovat olleet pitkäaikaisia sijoittajia QuantumScapen kiintojätesoluteknologiaan ja ovat testanneet prototyyppisoluja vuosia.

Now, for the first time, QuantumScape, PowerCo, and Volkswagen Group have showcased the new tech at IAA Mobility in Munich, one of the world’s largest mobility trade fairs. 

Pulling the black sheet off the vehicle, they revealed a modified, fully electric Ducati V21L race motorcycle, which is wholly powered by QSE-5 solid-state cells.

The solid-state cells in the motorcycle were assembled using QuantumScape’s proprietary manufacturing platform (Cobra production process), which allows for faster heat treatment, requires less floor space, and eliminates certain material steps. The first-of-its-kind battery system, meanwhile, is designed by specialists at Audi, specifically for QS SSB cells.

Demonstraatio merkitsee suurta saavutusta ei vain mukana oleville yrityksille vaan myös sähköajoneuvosektorille, sillä se oli ensimmäinen kerta, kun QuantumScapen anodi‑vapaat solut siirtyivät valmistuslaitokselta todelliseen ajoneuvoon maailman nähtäväksi.

“Tänään olemme ylittäneet kynnyksen mahdollisuudesta todellisuuteen.”

– QuantumScape‑toimitusjohtaja ja presidentti tohtori Siva Sivaram

Yrityksen kumppanuus PowerCon kanssa, hän totesi, asettaa QuantumScapen skaalaamaan mullistavaa teknologiaansa gigawattituntituotantoon, ja yhdessä he “auttavat tuomaan uuden aikakauden sähköisestä liikenteestä”.

According to the official announcement, the world’s first live demonstration of QS solid-state lithium-metal batteries powering an EV represents a significant advancement in battery technology and a big step towards commercializing solid-state EVs.

With this tech, the goal is to help advance the EV revolution, which PowerCo CEO Frank Blome says “is the biggest transformation the automotive industry has ever seen.” 

SSB:t määrittelevät uudelleen, mitä on mahdollista korkean suorituskyvyn, premium‑ajoneuvojen osalta, ja demo on vasta alkua, hän lisäsi.

QuantumScapen tiekartta prototyypistä tuotantoon

Perinteisten litiumioniakkujen saavuttaessa energiatehonsa ja turvallisuutensa rajoja, kun kannettavat elektroniikkalaitteet, sähköautot ja uusiutuvan energian verkot yleistyvät ja vaativat enemmän, QuantumScape on kääntynyt kiintojätesoluihin tarjotakseen suurempaa energiatehoa, nopeampaa latausta ja parannettua turvallisuutta tukemaan siirtymää kohti vähähiilistä tulevaisuutta.

Se johtaa tällä hetkellä globaalissa kiintojätesolujen kehityskilpailussa, valmiina tuomaan täysimittaiset kiintojätesolut sähköautomarkkinoille mittakaavassa lähitulevaisuudessa.

The recent demonstration of its tech for the world to see actually sent the share prices of the $5 billion market cap company surging. At the time of writing, QS is trading at $8.85, up a whopping 70.52% YTD, though it is still far off its all-time high (ATH) of $132.73 hit late in 2020. 

As for the financial outlook, it reported capital expenditures of $8.3 million in Q2 of 2025. The expenses mainly supported facilities and equipment purchases as QuantumScape prepared for higher-volume QSE-5 B1 sample production during this period.

Its GAAP operating expenses were $123.6 million, GAAP net loss was $114.7 million, and adjusted EBITDA loss was $63 million.

The company ended the quarter with $797.5 million in liquidity and extended its guidance for cash runway into 2029.

QuantumScape actually expects to ship its sample cells for testing soon, with commercial production expected to begin in the next couple of years, depending on manufacturing scaling and regulatory approvals.

The B-sample cell called QSE-5 is the first planned commercial product of QuantumScape, which is designed to meet the EV sector’s need for batteries that must excel in five crucial battery performance metrics: cost-effectiveness, energy density, charging speed, safety, and lifespan.

The innovation here is the anode-less cell design, which simplifies manufacturing and lowers material costs while delivering high energy density. Paired with advanced separators, the design gives QuantumScape advantages in safety and efficiency. 

It has replaced the organic separator with a nonflammable and noncombustible solid-state separator that provides more safety. Meanwhile, eliminating the graphite/silicon anode host material increases volumetric and gravimetric energy densities.

QuantumScape claims its QS technology has an 844 Wh/L energy density and 10C continuous discharge. Also, the lithium-metal solid-state battery takes just over 12 minutes (12.2 min) to charge from 10-80%.

If the technology is scaled successfully, it could become a standard for next-gen EVs as well as other energy storage solutions. The world premiere of the technology this month marks a big milestone towards that goal, which comes after a series of achievements.

QSE-5:n skaalaus: pilottiliitoista GWh‑valmistukseen

Jotta QSE-5 saataisiin mahdollisimman nopeasti todellisiin sähköautoihin, QuantumScape ja PowerCo ovat työskennelleet yhdessä kolme vuotta. Kumppanuus yhdistää QuantumScapen osaamisen PowerCon valmistusosaamiseen.

Vain muutama kuukausi sitten, kaksi laajensi strategista kumppanuuttaan kiihdyttääkseen QSE-5‑pariston kehitystä, jota tällä hetkellä valmistetaan QuantumScapen San Josen pilottilinjalla, mikä merkitsee merkittävää edistysaskelta SSB‑teknologian teollistamisessa.

This was the result of an agreement the two reached last year, under which QuantumScape gave PowerCo a non-exclusive license to mass produce the solid-state technology. 

It allows PowerCo to produce up to 5 GWh of QSE-5-based cells annually in addition to the previously agreed 40 GWh with the option to expand up to 80 GWh, including for customers outside the VW Group. The expanded capacity is reportedly enough to equip about one million EVs with solid-state tech per year. The agreement also gives it the right to license certain future QS technology.

As a result, PowerCo will be contributing an additional $131 million over the next two years in exchange for QuantumScape prioritizing QSE-5 cells. The capital will help QS in scaling its manufacturing and making higher-volume prototype cell deliveries to the battery company.

QS first made its 24-layer solid-state cells available to Volkswagen Group for testing, back in Dec. 2022. The following year, it reported surpassing performance targets during testing. Early last year, PowerCo also ran its own endurance tests on QS cells and reported “very encouraging results.”

The Volkswagen Group’s battery arm confirmed that QS’s solid-state battery cells achieved over 1,000 charging cycles with more than 95% capacity retention. 

The tests were conducted at PowerCo’s Salzgitter battery labs in Germany. The tests showed that an electric car with a WLTP range of 500-600 km (311-373 miles) outfitted with QS cells can drive about 500,000 kilometers (more than 310,000 miles) without losing range.

With these impressive results, Volkswagen aims to become “a global technology driver in the automotive industry,” but there’s still a long way to go before it can commercialize a marketable solution.

That could take the rest of the decade despite the recent promising showing. That’s because the first electric motorcycle presented at the IAA Mobility was extensively modified with the battery system designed specifically to fit the needs of the solid-state batteries, allowing the Ducati to be equipped with up to 980 QSE-5 cells.

Nevertheless, Volkswagen is committed to seeing this through and will be taking “the next step towards series production,” said Thomas Schmall, Group Board Member for Technology. With Volkswagen’s unified cell concept already suitable for QS cells, the focus will now be on refining and scaling the manufacturing processes.

Schmall noted that with their new in-house unified cell, they “have created the perfect match” as it is “solid state-ready” and enables rapid technology transfer to the company’s vehicles, as soon as the solid-state battery is ready.”

Ready to make its debut in upcoming small electric cars from VW, Cupra, and Skoda, the unified cell has an energy density of around 660 Wh/l and an entirely new design where the cells are installed directly into the pack.

At the event, Volkswagen said that the unified cell will be used in up to 80% of its own EVs in the future. While the cell type will stay the same, the cell chemistry may vary, allowing it to be “equipped with various cell chemistries from LFP and Sodium-Ion to NMC and Solid-State.” 

PowerCo and QuantumScape are currently working on integrating solid-state technology into the unit cell and thus into the car. At the same time, a race-ready motorcycle will be developed for testing on the racetrack. 

Globaali kilpailu SSB‑läpimurtoihin

Volkswagen tekee selvästi suuria edistysaskeleita kiintojätesoluteknologian johtamisessa, mutta se ei ole ainoa toimija. Tällä viikolla Mercedes‑Benz myös julkaisi omia ennätyksiään.

Kevyesti muokattu Mercedes EQS, jossa on kiintojätesolu, kulki yhdellä latauksella 1 205 km (748,7 mailia). Matkustaessaan Stuttgartista, Saksasta Malmoon, Ruotsiin, sillä oli vielä 137 km (85,12 mailia) kantamaa jäljellä. 

Tämä uusi ennätys rikkoi Vision EQXX:n asettaman ennätyksen kolmella kilometriä. Tiekoe on osa yrityksen kattavaa validointiohjelmaa kiintojätesoluteknologian todellisissa olosuhteissa julkisilla teillä.

“Kiintojätesolu on todellinen pelin muuttaja sähköisen liikkuvuuden alalla. Onnistuneen pitkän matkan ajon EQS‑mallilla osoitamme, että tämä teknologia toimii ei vain laboratoriossa vaan myös tiellä. Tavoitteenamme on viedä tällaiset innovaatiot sarjatuotantoon vuosikymmenen loppuun mennessä ja tarjota asiakkaillemme uusi taso kantamassa ja mukavuudessa.”

– Markus Schäfer, Hallituksen jäsen Mercedes‑Benz Group AG:stä, teknologiajohtaja, kehitys & hankinnat

Akkuun Factorial Energy (FAC ) toimitti yritykselle litium‑metallisoluja, jotka perustuvat Factorial Electrolyte System Technology -teknologiaan.
Swipe to scroll →

The Porsche-co-owned Croatian company, Rimac, is yet another one to showcase that SSBs can boost power, bring down weight, and solve the range issues that current batteries are facing. The new battery is developed in collaboration with Mitsubishi Chemical Group and ProLogium.

Presented at Munich’s IAA Mobility 2025, Rimac claims that its pouch-cell SSB has a power density of 1,000 watts per pound, weighs 847 pounds, and retains over 95% of its energy at -20 degrees Celsius (-7 F).

Among others working on advancing the tech is Toyota (TM ), which first revealed the world’s first prototype EV that ran on SSB back in 2020, only to share a couple of years later that a Toyota hybrid is more likely to get an SSB than an EV.

The best-selling automotive brand worldwide is actually expecting to begin the mass production of its first solid-state battery by 2027-2028. Toyota claims that its solid-state battery will deliver a 20% increase in cruising range and could charge from 10-80% in under 10 minutes.

Then there’s Honda (HMC ), whose solid-state battery pilot production line is already up and running. Located in Sakura, Japan, the automaker has invested about 43 billion yen, or about $290 million, in the facility to support next-generation EV battery development. 

Its solid-state cells, according to Honda, could potentially be 25% cheaper, 35% lighter, and 50% smaller than current lithium-ion batteries. The Japanese automaker aims to start mass production of all-solid-state batteries (ASSB) in the second half of this decade.

The $46.8 bln market cap Ford (F ) is yet another auto manufacturer that is actively developing solid-state batteries. For its SSB efforts, Ford has partnered with startup Solid Power.

The company first invested in Solid Power in 2019 before making an additional equity investment in 2021 to help accelerate the development of technology. In that investment round, BMW Group also participated and became an equal equity owner with Ford.

“Solid-state batteries are showing great promise,” noted the carmaker at the time, adding, “they also can be made on today’s lithium-ion battery lines, allowing Ford to reuse about 70 percent of its capital investment in lithium-ion manufacturing lines.”

Ford EV partner SK On is also researching the technology with a number of Korean universities and institutions. It is developing two types of ASSBs, one with a polymer-oxide composite and the other being sulfide-based, with their commercial prototypes not expected until 2027 and 2029, respectively.

The Chinese technology company Huawei, meanwhile, reported a breakthrough, which is based on a nitrogen-doped sulfide SSB. It can reach energy densities between 400 and 500 Wh/kg, which is two to three times more than that of conventional lithium-ion EV batteries.

The solid-state EV battery from Huawei promises a driving range of up to 3,000 kilometers (1864 miles) on a single charge. Moreover, it has the ability to be fully recharged within five minutes.

Lopulliset ajatukset

Kiintojätesolut (SSB:t) lupaavat mullistaa tavan, jolla virkistämme sähköajoneuvoja (EV), kulutuselektroniikkaa ja uusiutuvan energian järjestelmiä. Korkeamman energiatehonsa, nopeamman latausnopeutensa, ylivoimaisen turvallisuusprofiilinsa ja pidemmän käyttöikänsä ansiosta ne ovat ihanteellinen seuraaja litiumioni‑tekniikalle.

Mutta huolimatta miljardien dollarien investoinneista teollisuuden jättiläisiltä, merkittäviä esteitä on edelleen. Kustannusten alentamisesta, valmistuksen skaalaamisesta ja pitkän aikavälin luotettavuuden varmistamisesta tiellä, haasteet jatkuvat. Siksi kiintojätesolut ovat edelleen suurelta osin kehitysvaiheessa, ja ne vaativat laajaa testausta ja validointia ennen kuin ne voidaan ottaa käyttöön todellisessa mittakaavassa.

Viimeisimmät edistysaskeleet kuitenkin maalaavat lupaavan kuvan. QuantumScapen live‑näytöt, PowerCon kestävyystestit ja Mercedes‑Benzin ennätykselliset pitkän matkan ajot osoittavat, että ala on vihdoin lähellä näiden esteiden voittamista.

Kun kumppanuudet kasvavat, pilottilinjat laajenevat ja innovatiiviset suunnitelmat jatkavat syntymistään, kiintojätesolut näyttävät olevan valmiita tulemaan massamarkkinoille tällä vuosikymmenellä, avaten uuden aikakauden sähköisen liikkumisen ja kestävien energiaratkaisujen saralla.

Napsauta tästä saadaksesi luettelon parhaista kiintojätesolujen osakkeista, joita kannattaa seurata tai ostaa.

Lähteet:

1. Shang, R., Nelson, T., Nguyen, T. V., Nelson, C., Antony, H., Abaoag, B., Ozkan, M., & Ozkan, C. S. (2025). Kattava katsaus kiintojätesoluihin: Nopea latausominaisuudet ja in‑operando‑diagnostiikka. Journal of Power Sources, (Version of Record), published 12 kesäkuu 2025. Received 26 helmikuu 2025; revised 21 huhtikuu 2025; accepted 9 kesäkuu 2025. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2025.235056