Energia
QuantumScape (QS): Guidare la corsa alle batterie allo stato solido
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Perché le batterie allo stato solido rappresentano il prossimo grande salto
Con l’elettrificazione di tutte le forme di trasporto, a partire dalle auto e presto includendo anche camion, navi e forse anche aerei, lo stoccaggio delle batterie è diventato la tecnologia chiave del decennio.
Ciò è particolarmente vero per il trasporto, che richiede un’alta densità energetica, ma potrebbe anche essere cruciale per bilanciare l’intermittenza delle fonti di energia rinnovabile come vento e sole.
L’industria è stata dominata dalla tecnologia al litio‑ionico, considerata finora il miglior compromesso tra costo, densità energetica e disponibilità delle risorse.
Tuttavia, la tecnologia al litio‑ionico presenta alcuni problemi chiave che potrebbero limitarne l’adozione:
- Tende a formare dendriti metallici che possono causare guasti catastrofici e incendi della batteria.
- Funziona male a temperature di congelamento, rendendola inadatta per climi freddi e per lo stoccaggio fisso in regioni fredde.
- La sua densità energetica è alta, ma ancora non ideale per percorsi a lunga distanza o per applicazioni pesanti come camion e autobus.
- La maggior parte delle batterie perde potenza e si degrada più rapidamente rispetto al resto del veicolo elettrico, creando ansia negli acquirenti riguardo al valore di rivendita e al rischio di dover acquistare un costoso nuovo pacco batteria.
Per tutti questi motivi, scienziati e produttori di batterie hanno cercato di creare un design di batteria migliore.
E soprattutto, il litio‑ionico è ormai un design maturo, con nuovi modelli che raramente mostrano un miglioramento della densità energetica dal 2020.
Fonte: QuantumScape [securities_stock_price_tag symbol="QS" exchange="NASDAQ"]
Un’idea chiave, chiamata batteria allo stato solido, è sostituire l’elettrolita liquido tra l’anodo e il catodo con un elettrolita solido. Questo non solo rende la batteria potenzialmente più densa (poiché l’elettrolita liquido e il suo contenimento aggiungono peso), ma anche più sicura, poiché gli elettroliti liquidi convenzionali sono una delle principali fonti di rischio di incendio nelle batterie al litio.
Sebbene sia facile in teoria, la pratica di costruire un prototipo di batteria allo stato solido è più complessa. Abbiamo già trattato diversi esempi di design sperimentali, inclusi quelli senza alcun anodo, o utilizzando l’IA per farlo.
Ma portare questi design sperimentali alla fase di produzione di massa, con un livello di qualità stabile e a costi ragionevoli, è un’altra sfida.
Una società occidentale sembra finalmente aver raggiunto la linea di arrivo della produzione di massa di batterie allo stato solido: QuantumScape.
QS Grafico dei prezzi
Panoramica di QuantumScape
Dal suo fondamento nel 2010, la californiana QuantumScape è stata una startup di spicco nello spazio delle batterie allo stato solido, notevole per il suo ingresso precoce nel settore e per la sua indipendenza da grandi produttori di batterie che perseguono anche loro la tecnologia allo stato solido, come CATL (300750.SZ), Samsung o LG Energy Solution (373220.KS).
Da allora, la società ha formato nel 2018 una joint venture con il dipartimento batterie di Volkswagen, PowerCo.
Questo ha avviato il lento processo di sviluppo di un metodo di produzione di massa e di test approfonditi per verificare le prestazioni del design in un veicolo elettrico reale.
Fonte: QuantumScape
Nel settembre 2025, la società ha finalmente mostrato la sua batteria in un veicolo commerciale reale, una moto da corsa Ducati V21L completamente elettrica.
La moto Ducati elettrica modificata, alimentata dalla tecnologia solid‑state di QS, contiene un sistema batteria di prima generazione progettato da specialisti di Audi, di proprietà del Gruppo VW, specificamente per le celle batteria solid‑state di QS e mette in evidenza le potenziali capacità della tecnologia in pista.
Ducati fa parte del gruppo Volkswagen, insieme a marchi come Audi, Bentley, CUPRA, Lamborghini, Porsche, SEAT e Škoda (puoi leggere di più sulla strategia EV di Volkswagen e sul tentativo di risollevare la situazione del costruttore tedesco nel nostro report dedicato al gruppo).
Il focus su una moto elettrica è giustificato dalla possibilità di offrire una “dimostrazione a basso volume ma ad alta visibilità”. Poiché le moto da pista richiedono sia una capacità di potenza estremamente alta sia un’alta densità energetica, dimostrano anche la capacità tecnica del pacco batteria.
La partnership con Volkswagen
Come startup indipendente, invece di un grande costruttore o di produttori di batterie ben consolidati come i suoi omologhi cinesi, giapponesi o coreani, il rischio di QuantumScape è sempre stato più elevato per gli investitori.
La tecnologia potrebbe essere ottima, ma l’esperienza e la capacità finanziaria per portarla alla produzione di massa sono sempre state un punto interrogativo.
Questo sta cambiando grazie ai continui round di finanziamento e agli accordi firmati con Volkswagen, il secondo più grande gruppo automobilistico al mondo, che è così importante per gli azionisti di QuantumScape.
Fonte: QuantumScape
L’azienda automobilistica tedesca integrerà le batterie solid‑state nella sua Scalable System Platform (SSP), progettata per formare una piattaforma EV comune per tutti i modelli di tutti i marchi dell’azienda.
Secondo l’accordo del 2024, PowerCo può produrre fino a 40 gigawatt‑ora all’anno di batterie per veicoli elettrici, con la possibilità di espandere a 80 GWh all’anno.
Il rapporto con PowerCo si sta avvicinando nel 2025, con batterie solid‑state usate in una moto Ducati, e poiché PowerCo fornirà fino a 131 milioni di dollari in nuovi pagamenti nei prossimi due anni al raggiungimento di determinati traguardi da parte del team congiunto di scaling.
“Questo accordo ampliato è un chiaro segnale del crescente allineamento strategico, tecnico e finanziario tra le due aziende.
Riflette la nostra fiducia condivisa in QSE‑5 come piattaforma rivoluzionaria per l’industria delle batterie.”
Nel 2025, Volkswagen ha accettato di fornire fino a 131 milioni di dollari in nuovi pagamenti nei prossimi due anni al raggiungimento di determinati traguardi da parte del team congiunto di scaling.
Consente inoltre a Volkswagen di fornire fino a un extra 5 GWh di capacità di riserva che QuantumScape ha ogni anno, per clienti al di fuori del Gruppo Volkswagen, nonché il diritto di licenziare alcune future tecnologie QS.
Altre partnership
Gli accordi con Volkswagen non sono gli unici accordi importanti per la società, poiché ha anche accordi di sviluppo congiunto non divulgati con un importante OEM automobilistico globale (Original Equipment Manufacturer), e accordi con i principali OEM per fatturato, lusso e premium, nonché per lo stoccaggio stazionario e l’elettronica di consumo.
QuantumScape sta inoltre intensificando le partnership per migliorare la produzione di massa del suo separatore ceramico: il 30 settembre ha annunciato un accordo con Corning (GLW ) per sviluppare congiuntamente capacità di produzione di separatori ceramici, e con Murata Manufacturing, con ulteriori progressi nella collaborazione, grazie agli esperti di produzione ceramica di livello mondiale di entrambe le aziende.
“Le capacità di livello mondiale di Corning nella produzione di ceramiche lo rendono un’aggiunta ideale all’ecosistema tecnologico di QS.
Insieme ai nostri partner dell’ecosistema, stiamo costruendo le basi per una produzione scalabile delle nostre batterie solid‑state ad alte prestazioni e per avanzare nella nostra missione di rivoluzionare lo stoccaggio di energia.”
Tecnologia QuantumScape
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| Tipo di batteria | Densità energetica (Wh/L) | Densità energetica (Wh/kg) | Velocità di ricarica | Sicurezza termica |
|---|---|---|---|---|
| QuantumScape QSE-5 | 844 | 301 | 10–80% in 15 min | Separatore non infiammabile |
| Tesla (TSLA ) 4680 (Li-ion) | 643 | 241 | 25–30 min | Richiede gestione termica |
| BYD LFP Blade | 350–400 | 160 | 30–40 min | Elevata stabilità termica |
Perché il design senza anodo di QuantumScape è importante
Una caratteristica unica della batteria QuantumScape, considerata rivoluzionaria al momento della rivelazione, è che utilizza un design senza anodo.
Da allora, altri design sperimentali hanno ulteriormente esplorato questo concetto, ma rimane comunque un tipo piuttosto raro e molto avanzato di batteria allo stato solido.
Fonte: QuantumScape
Il design senza anodo migliora significativamente la durata della batteria eliminando la perdita di capacità all’interfaccia dell’anodo. Inoltre aumenta ulteriormente la densità della batteria rimuovendo lo spazio e il volume normalmente occupati dall’anodo in una batteria tradizionale.
L’assenza di anodo significa anche nessuna necessità di materiale per costruirlo e i relativi costi di produzione.
Ciò conferisce all’azienda un solido vantaggio di costo non solo rispetto ai design tradizionali al litio‑ionico, ma anche rispetto ad altri futuri produttori di batterie solid‑state (ad esempio Toyota , vedi il nostro report su questo altro costruttore).
Fonte: QuantumScape
Come tutte le batterie allo stato solido, il design di QuantumScape è significativamente superiore alle batterie al litio‑ionico in quasi tutti i parametri:
- Può ricaricarsi in soli 15 minuti (10‑80% a 45 °C).
- Il separatore che sostituisce l’elettrolita liquido è non infiammabile e non combustibile.
- La densità energetica delle sue celle è 844 Wh/L e 301 Wh/kg.
- Per riferimento, le celle 4680 di Tesla hanno 643 Wh/L e 241 Wh/kg, e le celle blade di BYD circa 375 Wh/L e 160 Wh/kg.
Quindi, sebbene ci siano molte ragioni per valutare ancora molto Tesla (vedi il nostro report per maggiori informazioni), la qualità delle batterie dell’azienda potrebbe non essere una di queste a breve.
Va anche notato che queste prestazioni probabilmente miglioreranno ulteriormente una volta che QuantumScape inizierà a produrre formati di celle più grandi, con una densità energetica >1.000 Wh/L probabilmente raggiungibile.
Fonte: QuantumScape
Questi risultati sono stati ottenuti con grande difficoltà grazie al precoce ingresso dell’azienda nello spazio delle batterie solid‑state senza anodo.
Ad oggi, sembra che sia principalmente l’architettura a nido d’ape di CATL a poter raggiungere una riduzione simile nella formazione di dendriti, e forse le batterie solid‑state senza anodo di ION.
“Ci sono voluti più di 10 anni, oltre due milioni di test e più di 300 milioni di dollari per arrivare al livello di prestazioni che abbiamo dimostrato, quindi crediamo che sia un problema molto difficile e sarà difficile per i concorrenti risolverlo.”
Corrispondenza alle preferenze dei clienti
Le prestazioni più elevate della batteria QuantumScape corrispondono ai requisiti generali per la sostituzione completa dei veicoli a combustione interna (ICE) con EV:
- Autonomia massima superiore a 375 miglia / 600 chilometri.
- Ricarica rapida in massimo 15 minuti, con questo valore accettato solo se una carica completa garantisce sufficiente autonomia.
- Durata della batteria di almeno 12 anni / 150.000 miglia (240.000 chilometri).
- Stesso costo delle auto a combustione interna.
- Funzionamento ottimale in tutte le condizioni climatiche, sia in estremi di caldo che di freddo.
- Nessun rischio di incendio.
Il separatore Cobra: scalare la produzione di QuantumScape
Le batterie QuantumScape saranno per lo più prodotte in una struttura altamente automatizzata a San Jose, California. Utilizzerà un nuovo tipo di trattamento termico per il suo più recente design di cella “Cobra”.
Questo trattamento termico, 25 volte più efficiente, riduce drasticamente lo spazio fisico occupato dalla produzione delle batterie, diventando un elemento chiave per lo sviluppo della produzione di massa. È anche meno energivoro, riducendo ulteriormente i costi e migliorando il profilo ecologico del processo.
Le iterazioni successive del design Cobra dovrebbero migliorare ulteriormente questo aspetto del processo produttivo in futuro. Il processo del separatore Cobra è entrato in produzione di base nel giugno 2025 e dovrebbe migliorare significativamente i volumi di throughput.
Prossimi traguardi per QuantumScape (QS)
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| Anno | Traguardo | Cosa indica |
|---|---|---|
| 2024 | Accordo di licenza PowerCo per fino a 40 GWh, espandibile a 80 GWh di celle basate su QSE‑5. | Convalida la tecnologia e crea un percorso chiaro verso la produzione su scala gigawatt‑ora con Volkswagen. |
| 2025 | Collaborazione PowerCo ampliata, fino a 131 milioni di dollari in pagamenti per traguardi e 5 GWh di capacità aggiuntiva non VW. | Rinforza la liquidità di QS e apre la porta a clienti al di fuori del Gruppo Volkswagen. |
| 2025 | La moto da corsa Ducati V21L MotoE debutta con celle QuantumScape QSE‑5 all’IAA Mobility. | Prima dimostrazione su veicolo reale di celle solid‑state senza anodo, dimostrando prestazioni oltre il laboratorio. |
| 2025–2026 | Il processo del separatore Cobra entra in produzione di base; i test sul campo Ducati previsti per il 2026. | Segna la transizione dalla produzione pilota a prototipi ad alto volume e test in pista. |
| 2027–2028+ | Tempistica potenziale per i primi impieghi commerciali di EV con celle QSE‑5, assumendo un corretto scaling. | Punto di svolta chiave in cui QuantumScape potrebbe passare da storia tecnologica pre‑ricavo a fornitore di batterie significativo. |
Mentre è stato rivelato pubblicamente, la moto Ducati subirà test sul campo solo nel 2026, dopo l’installazione dell’attrezzatura per volumi di produzione più elevati nel 2025.
Nel complesso, il 2026 si sta delineando come il momento di transizione per QuantumScape, quando passerà da partnership, accordi e fornitura di campioni delle sue celle QSE‑5 all’inizio della produzione di massa e a consegne commerciali serie.
Tuttavia, prima che la maggior parte delle moto Volkswagen, e poi le auto, funzionino con QuantumScape / PowerCo, saranno ancora necessari alcuni anni.
Questo perché, nelle parole di Elon Musk, quando Tesla stava affrontando le difficoltà di aumentare la produzione oltre i piccoli lotti nel 2017, “la produzione di massa è un inferno”.
Conclusione
QuantumScape è una società che è diventata molto popolare tra gli investitori nel 2021, prima di subire un brutale calo del prezzo delle azioni fino a luglio 2025, quando lo scetticismo sulla capacità dell’azienda di raggiungere mai la produzione di massa dominava la conversazione su di essa.
Da allora è tornata a rimbalzare fortemente dal punto più basso, ma è ancora lontana dai livelli del 2021. Come illustra la partnership sempre più profonda con Volkswagen, l’odierno QuantumScape ha un profilo di rischio radicalmente diverso rispetto al passato.
Ora sta entrando nella fase di espansione della sua capacità produttiva, vedendo finalmente le sue batterie entrare in un prodotto commerciale con la moto Ducati, e preparandosi a espandersi nei veicoli elettrici del secondo più grande costruttore automobilistico al mondo.
Parallelamente, sta diventando anche un partner chiave per le aziende OEM che cercano una fornitura di batterie alternativa non asiatica.
Quindi, l’attesa prolungata per QuantumScape oltre la fase di startup probabilmente finirà presto. Il recente balzo del prezzo delle azioni sembra dimostrare che anche il mercato è d’accordo, con il cambiamento dell’immagine dell’azienda ancora in corso.
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