Energia
QuantumScape (QS): Liderando a corrida das baterias de estado sólido
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Por que as baterias de estado sólido são o próximo grande salto?
Com a eletrificação de todas as formas de transporte, começando pelos carros e, em breve, abrangendo também caminhões, navios e possivelmente até aviões, o armazenamento em bateria tornou-se a chave tecnologia da década.
Isso é especialmente verdadeiro para o setor de transportes, que exige alta densidade energética, mas também pode ser crucial para equilibrar a intermitência de fontes de energia renováveis, como a eólica e a solar.
A indústria tem sido dominada pela tecnologia de íon-lítio, por ser o melhor compromisso até agora entre custo, densidade de energia e disponibilidade de recursos.
No entanto, a tecnologia de íons de lítio apresenta alguns problemas importantes que podem limitar sua adoção:
- Ele tende a formar dendritos metálicos que podem causar falhas catastróficas e incêndio na bateria.
- Ele funciona mal em temperaturas congelantes, o que o torna inadequado para climas frios e armazenamento fixo em regiões frias.
- Sua densidade de energia é alta, mas ainda não é ideal para viagens de longa distância ou aplicações de serviço pesado, como caminhões e ônibus.
- A maioria das baterias perde potência e se degrada mais rapidamente do que o restante do veículo elétrico, gerando ansiedade nos compradores em relação ao valor de revenda e ao risco de precisar de uma nova bateria, que é cara.
Por todos esses motivos, cientistas e fabricantes de baterias têm se esforçado para criar um design de bateria melhor.
E, mais importante ainda, a tecnologia de íon-lítio já está bastante consolidada, com novos modelos raramente apresentando melhorias na densidade de energia desde 2020.
Fonte: QuantumScape
Uma ideia fundamental, chamada bateria de estado sólido, consiste em substituir o eletrólito líquido entre o ânodo e o cátodo por um eletrólito sólido. Isso não só torna a bateria potencialmente mais densa (já que o eletrólito líquido e seu invólucro adicionam peso), como também mais segura, pois os eletrólitos líquidos convencionais são uma das principais causas de incêndio em baterias de lítio.
Embora teoricamente simples, a construção de um protótipo de bateria de estado sólido é, na prática, mais complexa. Já abordamos diversos exemplos de projetos experimentais, incluindo aqueles sem nenhum ânodo., ou usando IA para isso.
Mas levar esses projetos experimentais para a fase de produção em massa, com um nível de qualidade estável e a custos razoáveis, é outro desafio.
Uma empresa no Ocidente parece estar finalmente chegando à linha de chegada da produção em massa de baterias de estado sólido: a QuantumScape.
(QS )
Visão geral do QuantumScape
Desde sua fundação em 2010, a californiana QuantumScape tem sido uma startup de destaque no setor de baterias de estado sólido, notável por sua entrada precoce no setor e sua independência de grandes fabricantes de baterias que também buscam tecnologia de estado sólido, como a CATL (300750.SZ), Samsung ou LG Energy Solution (373220.KS).
Desde então, em 2018, a empresa formou uma joint venture com a PowerCo, divisão de baterias da Volkswagen.
Isso deu início ao lento processo de desenvolvimento de um método de fabricação em massa e a testes extensivos para verificar o desempenho do projeto em um veículo elétrico real.
Fonte: QuantumScape
Em Setembro de 2025, A empresa finalmente apresentou sua bateria em um veículo comercial real. uma motocicleta de corrida Ducati V21L totalmente elétrica.
A motocicleta elétrica Ducati modificada, equipada com a tecnologia de estado sólido QS, contém um sistema de baterias inédito, projetado por especialistas da Audi, empresa pertencente ao Grupo VW, especificamente para células de bateria de estado sólido QS, e destaca o potencial da tecnologia nas pistas de corrida.
A Ducati faz parte do grupo Volkswagen, juntamente com marcas como Audi, Bentley, CUPRA, Lamborghini, Porsche, SEAT e Škoda (você pode ler mais sobre A estratégia da Volkswagen para veículos elétricos visa reverter a situação da montadora alemã, conforme relatado em nossa matéria especial sobre o grupo.).
O foco em uma motocicleta elétrica se justifica pela possibilidade que ela oferece de uma “demonstração de baixo volume, mas de alta visibilidade”. Como as motocicletas de pista exigem tanto uma potência extremamente alta quanto uma alta densidade de energia, elas também demonstram a capacidade técnica do conjunto de baterias.
A Parceria Volkswagen
Por ser uma startup independente, em vez de uma grande montadora ou fabricantes de baterias já consolidados como seus concorrentes chineses, japoneses ou coreanos, o risco da QuantumScape sempre foi maior para os investidores.
A tecnologia pode ser ótima, mas a experiência e a capacidade financeira para levá-la à produção em massa sempre foram motivo de interrogação.
Isso está mudando graças às rodadas de financiamento recorrentes e aos acordos assinados com a Volkswagen, o segundo maior grupo de fabricação de automóveis do mundo, que é tão importante para os acionistas da QuantumScape.
Fonte: QuantumScape
A montadora alemã integrará as baterias de estado sólido em sua Plataforma de Sistema Escalável (SSP, na sigla em inglês), projetada para formar uma plataforma comum de veículos elétricos para todos os modelos de todas as marcas da empresa.
Debaixo o acordo de 2024, A PowerCo pode fabricar até 40 gigawatts-hora por ano de baterias para veículos elétricos, com a opção de expandir para 80 GWh por ano.
A relação com a PowerCo está se estreitando em 2025, com baterias de estado sólido usadas em uma motocicleta Ducati, e como a PowerCo fornecerá até US$ 131 milhões em novos pagamentos nos próximos dois anos, caso a equipe de expansão conjunta atinja certos marcos.
“Este acordo expandido é um sinal claro do crescente alinhamento estratégico, técnico e financeiro entre as duas empresas.
Isso reflete nossa confiança compartilhada no QSE-5 como uma plataforma revolucionária para a indústria de baterias.”
Em 2025, a Volkswagen concordou em fornecer até US$ 131 milhões em novos pagamentos ao longo dos próximos dois anos, caso a equipe conjunta de expansão atinja determinadas metas.
Outras Parcerias
Os acordos com a Volkswagen não são os únicos importantes para a empresa, que também possui acordos de desenvolvimento conjunto não divulgados com uma grande montadora global (OEM - Fabricante de Equipamento Original), além de acordos com as principais montadoras em termos de receita, montadoras de veículos de luxo e premium, bem como para armazenamento estacionário e eletrônicos de consumo.
A QuantumScape também está intensificando parcerias para melhorar a produção em massa de seu separador cerâmico: em 30 de setembro, anunciou um acordo com a Corning (GLW ) desenvolver conjuntamente capacidades de fabricação de separadores cerâmicos, e com a Murata Manufacturing, com o avanço da colaboração, que conta com especialistas de classe mundial em fabricação de cerâmica de ambas as empresas.
“As capacidades de classe mundial da Corning na fabricação de cerâmica fazem dela uma adição ideal ao ecossistema tecnológico da QS.”
Juntamente com nossos parceiros do ecossistema, estamos construindo a base para a produção em escala de nossas baterias de estado sólido de alto desempenho e avançando em nossa missão de revolucionar o armazenamento de energia.”
Tecnologia QuantumScape
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| Tipo de Bateria | Densidade de Energia (Wh/L) | Densidade de Energia (Wh/kg) | Velocidade de carregamento | Segurança Térmica |
|---|---|---|---|---|
| QuantumScape QSE-5 | 844 | 301 | 10–80% em 15 minutos | Separador não inflamável |
| Tesla 4680 (íon-lítio) | 643 | 241 | 25 – 30 min | Requer gerenciamento térmico |
| Lâmina BYD LFP | 350-400 | 160 | 30 – 40 min | Alta estabilidade térmica |
Por que o design sem ânodo do QuantumScape é importante
Uma característica única da bateria QuantumScape, que na época de seu lançamento foi considerada revolucionária, é o seu design sem ânodo.
Desde então, outros projetos experimentais exploraram ainda mais esse conceito, mas ainda se trata de um tipo de bateria de estado sólido bastante raro e muito avançado.
Fonte: QuantumScape
O design sem ânodo melhora significativamente a durabilidade da bateria, eliminando a perda de capacidade na interface do ânodo. Além disso, aumenta ainda mais a densidade da bateria, removendo o espaço e o volume normalmente ocupados pelo ânodo em uma bateria convencional.
A ausência de ânodo também significa que não há necessidade de material para construí-lo e, consequentemente, não há custos de fabricação associados.
Isso confere à empresa uma sólida vantagem de custo não apenas em relação aos designs tradicionais de íon-lítio, mas também em relação a outros futuros fabricantes de baterias de estado sólido (por exemplo, a Toyota). (TM ), Veja nosso relatório sobre esta outra montadora.).
Fonte: QuantumScape
Assim como todas as baterias de estado sólido, o design da QuantumScape é significativamente superior às baterias de íon-lítio em quase todos os aspectos:
- Pode ser carregado em apenas 15 minutos (10-80% a 45 ºC).
- O separador que substitui o eletrólito líquido não é inflamável nem combustível.
- A densidade energética das células da bateria é de 844 Wh/L e 301 Wh/kg.
Portanto, embora existam muitos motivos para ainda valorizar muito a Tesla, ela continua sendo uma ótima opção. (Consulte nosso relatório para obter mais informações)), a qualidade das baterias da empresa pode deixar de ser uma delas em breve.
Vale ressaltar também que esses desempenhos provavelmente serão ainda mais aprimorados quando a QuantumScape começar a produzir formatos de células maiores, com densidade de energia superior a 1.000 Wh/L provavelmente alcançável.
Fonte: QuantumScape
Esses resultados foram conquistados com muito esforço e alcançados graças à entrada precoce da empresa no mercado de baterias de estado sólido sem ânodo.
Até o momento, parece que se trata principalmente apenas de A arquitetura de bateria em formato de colmeia da CATL parece ser capaz de alcançar uma redução semelhante na formação de dendritos., e talvez ION's baterias de estado sólido sem ânodo.
“Levamos mais de 10 anos, mais de dois milhões de testes e mais de 300 milhões de dólares para chegar ao nível de desempenho que demonstramos, por isso acreditamos que este é um problema muito complexo e que será difícil para os concorrentes resolverem.”
Atender às preferências do cliente
O desempenho superior da bateria QuantumScape atende aos requisitos gerais para a substituição completa de veículos com motor de combustão interna por veículos elétricos:
- Autonomia máxima superior a 375 milhas / 600 quilômetros.
- Carregamento rápido em no máximo 15 minutos, sendo este número amplamente aceito apenas se uma carga completa proporcionar autonomia suficiente.
- A duração da bateria é de pelo menos 12 anos/240,000 quilômetros (150,000 milhas).
- O custo é o mesmo que o de veículos com motor de combustão interna.
- Funcionando bem em todas as condições climáticas, tanto em temperaturas extremas, como em temperaturas muito altas quanto muito baixas.
- Sem risco de incêndio.
O Separador Cobra: Escalando a Fabricação da QuantumScape
As baterias QuantumScape serão fabricadas principalmente em uma instalação altamente automatizada em San Jose, Califórnia. A empresa utilizará um novo tipo de tratamento térmico para seu design de célula mais recente, o "Cobra".
Este tratamento térmico, 25 vezes mais eficiente, reduz drasticamente o espaço físico ocupado pela produção de baterias, tornando-se fundamental para viabilizar a produção em massa. Além disso, consome menos energia, reduzindo ainda mais os custos e melhorando o perfil ecológico do processo.
Espera-se que as versões futuras do Cobra aprimorem ainda mais esse elemento do processo de produção. O processo de separação Cobra entrou em produção em escala padrão em junho de 2025 e deverá melhorar significativamente os volumes de produção.
Marcos Futuros para o QuantumScape (QS)
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| Ano | Marco miliário | O que isso significa |
|---|---|---|
| 2024 | Acordo de licenciamento da PowerCo para até 40 GWh, expansível para 80 GWh de células baseadas em QSE-5. | Valida a tecnologia e cria um caminho claro para a produção em escala de gigawatts-hora com a Volkswagen. |
| 2025 | Ampliação da colaboração com a PowerCo, com pagamentos de até US$ 131 milhões referentes a marcos importantes e 5 GWh de capacidade adicional não pertencente à Volkswagen. | Fortalece a reserva de caixa da QS e abre portas para clientes fora do Grupo Volkswagen. |
| 2025 | A motocicleta de competição Ducati V21L MotoE estreia com células QuantumScape QSE-5 no IAA Mobility. | Primeira demonstração em veículo real de células de estado sólido sem ânodo, comprovando desempenho além do laboratório. |
| 2025-2026 | O processo de separação da Cobra entra em produção em série; testes de campo da Ducati estão previstos para 2026. | Marca a transição da produção piloto para protótipos em maior volume e testes em pista. |
| 2027-2028 + | Cronograma potencial para as primeiras implantações comerciais de veículos elétricos usando células QSE-5, assumindo uma ampliação bem-sucedida. | Ponto de inflexão crucial onde a QuantumScape pode deixar de ser uma história de tecnologia sem receita para se tornar uma fornecedora de baterias relevante. |
Embora tenha sido revelada publicamente, a motocicleta Ducati só passará por testes de campo em 2026, após a instalação dos equipamentos para produção em maior volume em 2025.
De forma geral, 2026 se configura como o momento de transição para a QuantumScape, quando ela passará de parcerias, acordos e fornecimento de amostras de suas células de bateria QSE-5 para o início da produção em massa e entregas comerciais significativas.
No entanto, antes que a maioria das motos da Volkswagen, e posteriormente os carros, funcionem com QuantumScape/PowerCo, ainda serão necessários alguns anos.
Isso porque, nas palavras de Elon Musk, quando a Tesla estava enfrentando dificuldades para aumentar a produção acima de pequenos lotes em 2017, "a produção em massa é um inferno".
Conclusão
A QuantumScape é uma empresa que se tornou muito popular entre os investidores em 2021, antes de sofrer uma queda brutal no preço das ações até julho de 2025, período em que o ceticismo sobre a capacidade da empresa de atingir a produção em massa dominou as discussões a seu respeito.
Desde então, recuperou-se fortemente do seu ponto mais baixo, mas ainda está longe dos níveis de 2021. Como ilustra o aprofundamento da parceria com a Volkswagen, o QuantumScape de hoje tem um perfil de risco radicalmente diferente do passado.
A empresa está agora entrando na fase de expansão de sua capacidade de produção, finalmente vendo suas baterias entrarem em um produto comercial com a motocicleta Ducati e se preparando para expandir para os veículos elétricos da segunda maior montadora do mundo.
Em paralelo, também está se tornando um parceiro fundamental para empresas OEM que buscam uma alternativa de fornecimento de baterias fora da Ásia.
Portanto, a longa espera para que a QuantumScape ultrapasse a fase de startup provavelmente está chegando ao fim. A recente alta no preço das ações parece indicar que o mercado concorda, com a mudança na imagem da empresa ainda em curso.
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