Năng lượng
QuantumScape (QS): Dẫn đầu cuộc đua pin thể rắn
Securities.io duy trì các tiêu chuẩn biên tập nghiêm ngặt và có thể nhận được khoản bồi thường từ các liên kết được đánh giá. Chúng tôi không phải là cố vấn đầu tư đã đăng ký và đây không phải là lời khuyên đầu tư. Vui lòng xem công bố liên kết.
Vì sao pin thể rắn là bước tiến lớn tiếp theo?
Với việc điện khí hóa mọi hình thức vận chuyển, bắt đầu từ ô tô, và sớm bao gồm cả xe tải, tàu thủy và thậm chí có thể là máy bay, lưu trữ pin đã trở thành chính công nghệ của thập kỷ.
Điều này đặc biệt đúng đối với lĩnh vực giao thông vận tải, vốn đòi hỏi mật độ năng lượng cao, nhưng cũng có thể rất quan trọng để cân bằng tính không ổn định của các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng gió và năng lượng mặt trời.
Ngành công nghiệp này chủ yếu sử dụng công nghệ lithium-ion, vì đây là sự thỏa hiệp tốt nhất cho đến nay giữa chi phí, mật độ năng lượng và nguồn tài nguyên sẵn có.
Tuy nhiên, công nghệ lithium-ion có một số vấn đề chính có thể hạn chế việc áp dụng công nghệ này:
- Nó có xu hướng hình thành các nhánh kim loại có thể gây ra hỏng hóc nghiêm trọng và cháy pin.
- Nó hoạt động kém ở nhiệt độ đóng băng, khiến nó không phù hợp với khí hậu lạnh và lưu trữ cố định ở các vùng lạnh.
- Mật độ năng lượng của nó cao, nhưng vẫn chưa lý tưởng cho việc lái xe đường dài hoặc các ứng dụng tải nặng như xe tải và xe buýt.
- Hầu hết các loại pin đều mất điện năng và xuống cấp nhanh hơn so với các bộ phận khác của xe điện, gây lo ngại cho người mua về giá trị bán lại và nguy cơ phải thay thế bộ pin mới đắt tiền.
Vì tất cả những lý do trên, các nhà khoa học và nhà sản xuất pin đã và đang cố gắng tạo ra thiết kế pin tốt hơn.
Và quan trọng hơn, công nghệ lithium-ion hiện nay đã rất hoàn thiện, các mẫu mới hiếm khi cho thấy sự cải thiện về mật độ năng lượng kể từ năm 2020.
Nguồn: QuantumScape
Một ý tưởng quan trọng, được gọi là pin thể rắn, là thay thế chất điện phân lỏng giữa cực dương và cực âm bằng chất điện phân rắn. Điều này không chỉ làm cho pin có khả năng đặc hơn (vì chất điện phân lỏng và vỏ chứa nó làm tăng trọng lượng), mà còn an toàn hơn, vì chất điện phân lỏng thông thường là nguồn gây nguy cơ cháy nổ chính trong pin lithium.
Mặc dù về lý thuyết thì khá dễ, nhưng việc chế tạo nguyên mẫu pin thể rắn trên thực tế lại phức tạp hơn nhiều. Chúng ta đã đề cập đến một số ví dụ về thiết kế thử nghiệm trước đây, bao gồm cả những thiết kế đó. hoàn toàn không có cực dương, hoặc là sử dụng trí tuệ nhân tạo để làm điều đó.
Tuy nhiên, việc đưa những thiết kế thử nghiệm này vào sản xuất hàng loạt, với chất lượng ổn định và chi phí hợp lý, lại là một thách thức khác.
Một công ty ở phương Tây dường như cuối cùng cũng đang tiến gần đến giai đoạn sản xuất hàng loạt pin thể rắn: QuantumScape.
(QS )
Tổng quan về QuantumScape
Kể từ khi thành lập vào năm 2010, QuantumScape của California đã trở thành một công ty khởi nghiệp nổi bật trong lĩnh vực pin thể rắn, đáng chú ý vì đã sớm tham gia vào lĩnh vực này và độc lập với các nhà sản xuất pin lớn hơn cũng theo đuổi công nghệ thể rắn, như CATL (300750.SZ), Samsung hoặc LG Energy Solution (373220.KS).
Kể từ đó, vào năm 2018, công ty đã thành lập một liên doanh với PowerCo, bộ phận sản xuất pin của Volkswagen.
Điều này đã khởi đầu quá trình chậm rãi phát triển phương pháp sản xuất hàng loạt và thử nghiệm rộng rãi để kiểm tra hiệu suất thiết kế trong một chiếc xe điện thực tế.
Nguồn: QuantumScape
Vào tháng Chín 2025, Cuối cùng, công ty đã giới thiệu pin của mình trong một chiếc xe thương mại thực tế. một chiếc mô tô đua Ducati V21L chạy hoàn toàn bằng điện..
Chiếc mô tô điện Ducati được cải tiến, sử dụng công nghệ bán dẫn QS, sở hữu hệ thống pin độc đáo được thiết kế bởi các chuyên gia tại Audi (thuộc tập đoàn VW) dành riêng cho các cell pin bán dẫn QS, và làm nổi bật tiềm năng của công nghệ này trên đường đua.
Ducati là một phần của tập đoàn Volkswagen, cùng với các thương hiệu như Audi, Bentley, CUPRA, Lamborghini, Porsche, SEAT và Škoda (bạn có thể đọc thêm về...) Volkswagen và chiến lược xe điện của hãng nhằm xoay chuyển tình thế của nhà sản xuất ô tô Đức trong báo cáo chuyên sâu của chúng tôi về tập đoàn này.).
Việc tập trung vào xe máy điện là hợp lý vì nó mang lại khả năng "trình diễn với số lượng ít nhưng thu hút sự chú ý cao". Vì xe máy đua cần cả công suất cực cao và mật độ năng lượng cao, chúng cũng thể hiện được khả năng kỹ thuật của bộ pin.
Quan hệ đối tác Volkswagen
Là một công ty khởi nghiệp độc lập, thay vì một nhà sản xuất ô tô khổng lồ hay các nhà sản xuất pin lâu đời như các đối thủ Trung Quốc, Nhật Bản hoặc Hàn Quốc, rủi ro của QuantumScape luôn cao hơn đối với các nhà đầu tư.
Công nghệ có thể rất tuyệt vời, nhưng chuyên môn và khả năng tài chính để đưa nó vào sản xuất hàng loạt luôn là một dấu hỏi lớn.
Điều này đang thay đổi nhờ các vòng gọi vốn liên tiếp và các thỏa thuận được ký kết với Volkswagen, tập đoàn sản xuất ô tô lớn thứ hai thế giới, một đối tác vô cùng quan trọng đối với các cổ đông của QuantumScape.
Nguồn: QuantumScape
Công ty ô tô Đức sẽ tích hợp pin thể rắn vào Nền tảng Hệ thống Mở rộng (SSP) của mình, được thiết kế để tạo thành một nền tảng xe điện chung cho tất cả các mẫu xe của tất cả các thương hiệu thuộc công ty.
Theo thỏa thuận năm 2024, PowerCo có thể sản xuất tới 40 gigawatt-giờ pin xe điện mỗi năm, với tùy chọn mở rộng lên 80 GWh mỗi năm.
Mối quan hệ với PowerCo sẽ ngày càng chặt chẽ hơn vào năm 2025, với pin thể rắn được sử dụng trong xe máy Ducativà PowerCo sẽ cung cấp khoản thanh toán mới lên tới 131 triệu đô la trong hai năm tới khi nhóm mở rộng quy mô chung đạt được một số cột mốc nhất định.
“Thỏa thuận mở rộng này là tín hiệu rõ ràng cho thấy sự liên kết ngày càng tăng về mặt chiến lược, kỹ thuật và tài chính giữa hai công ty.
Điều này phản ánh niềm tin chung của chúng tôi vào QSE-5 như một nền tảng mang tính đột phá cho ngành công nghiệp pin.”
Vào năm 2025, Volkswagen đã đồng ý cung cấp khoản thanh toán mới lên tới 131 triệu đô la trong hai năm tiếp theo nếu nhóm hợp tác mở rộng quy mô đạt được một số cột mốc nhất định.
Các quan hệ đối tác khác
Các thỏa thuận với Volkswagen không phải là những thỏa thuận quan trọng duy nhất đối với công ty, vì họ cũng có các thỏa thuận hợp tác phát triển chưa được tiết lộ với một nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) ô tô toàn cầu lớn, và các thỏa thuận với nhà sản xuất ô tô hàng đầu về doanh thu, các nhà sản xuất ô tô hạng sang và cao cấp, cũng như trong lĩnh vực lưu trữ tĩnh và điện tử tiêu dùng.
QuantumScape cũng đang đẩy mạnh hợp tác để cải thiện việc sản xuất hàng loạt bộ phận phân tách gốm của mình: vào ngày 30 tháng 9, công ty đã thông báo một thỏa thuận với Corning (GLW ) cùng nhau phát triển năng lực sản xuất màng ngăn gốm, và với Murata ManufacturingVới những tiến triển hơn nữa trong sự hợp tác, cùng với các chuyên gia sản xuất gốm sứ hàng đầu thế giới của cả hai công ty.
“Năng lực sản xuất gốm sứ đẳng cấp thế giới của Corning khiến công ty này trở thành sự bổ sung lý tưởng cho hệ sinh thái công nghệ QS.”
Cùng với các đối tác trong hệ sinh thái, chúng tôi đang xây dựng nền tảng cho việc sản xuất quy mô lớn các loại pin thể rắn hiệu suất cao và thúc đẩy sứ mệnh cách mạng hóa công nghệ lưu trữ năng lượng của mình.”
Tiến sĩ Siva Sivaram – Giám đốc điều hành và Chủ tịch của QuantumScape
Công nghệ QuantumScape
Vuốt để cuộn →
| Loại Pin | Mật độ năng lượng (Wh/L) | Mật độ năng lượng (Wh / kg) | Tốc độ sạc | An toàn nhiệt |
|---|---|---|---|---|
| QuantumScape QSE-5 | 844 | 301 | 10–80% trong 15 phút | chất phân tách không bắt lửa |
| Tesla 4680 (Pin Li-ion) | 643 | 241 | 25–30 phút | Cần có hệ thống quản lý nhiệt. |
| BYD LFP Blade | 350-400 | 160 | 30–40 phút | Độ ổn định nhiệt cao |
Vì sao thiết kế không có cực dương của QuantumScape lại quan trọng
Một đặc điểm độc đáo của pin QuantumScape, vốn được coi là mang tính cách mạng vào thời điểm ra mắt, là thiết kế không có cực dương.
Kể từ đó, các thiết kế thử nghiệm khác đã tiếp tục khám phá khái niệm này, nhưng đây vẫn là một loại pin thể rắn khá hiếm và rất tiên tiến.
Nguồn: QuantumScape
Thiết kế không có cực dương giúp cải thiện đáng kể độ bền của pin bằng cách loại bỏ sự hao hụt dung lượng tại giao diện cực dương. Nó cũng làm tăng thêm mật độ pin bằng cách loại bỏ không gian và thể tích thường được cực dương sử dụng trong pin thông thường.
Việc không có cực dương cũng đồng nghĩa với việc không cần vật liệu để chế tạo nó và các chi phí sản xuất liên quan.
Điều này mang lại cho công ty lợi thế cạnh tranh đáng kể về chi phí không chỉ so với các thiết kế pin lithium-ion truyền thống mà còn so với các nhà sản xuất pin thể rắn tương lai khác (ví dụ như Toyota). (TM ), Xem báo cáo của chúng tôi về nhà sản xuất ô tô khác này.).
Nguồn: QuantumScape
Giống như tất cả các loại pin thể rắn, thiết kế của QuantumScape vượt trội hơn đáng kể so với pin lithium-ion ở hầu hết mọi khía cạnh:
- Thiết bị có thể sạc đầy chỉ trong 15 phút (từ 10-80% ở nhiệt độ 45 ºC).
- Màng ngăn thay thế chất điện phân lỏng không bắt lửa và không cháy.
- Mật độ năng lượng của các cell pin là 844 Wh/L và 301 Wh/kg.
Vì vậy, mặc dù có thể có rất nhiều lý do để vẫn đánh giá cao Tesla. (Xem báo cáo của chúng tôi để biết thêm thông tin)Tuy nhiên, chất lượng pin của công ty có thể sẽ sớm không còn là một trong những yếu tố quan trọng nữa.
Cần lưu ý rằng hiệu suất này có khả năng sẽ được cải thiện hơn nữa khi QuantumScape bắt đầu sản xuất các loại pin có kích thước lớn hơn, với mật độ năng lượng có thể đạt >1.000 Wh/L.
Nguồn: QuantumScape
Những kết quả này là thành quả khó khăn đạt được nhờ vào việc công ty sớm thâm nhập vào lĩnh vực pin thể rắn không có cực dương.
Cho đến nay, dường như phần lớn chỉ là Cấu trúc pin dạng tổ ong của CATL dường như có khả năng đạt được hiệu quả giảm thiểu sự hình thành gai dendrite tương tự., và có thể ION của pin trạng thái rắn không có cực dương.
“Chúng tôi đã mất hơn 10 năm, thực hiện hơn hai triệu bài kiểm tra và tiêu tốn hơn 300 triệu đô la để đạt được mức hiệu suất như hiện nay, vì vậy chúng tôi tin rằng đây là một vấn đề rất khó và sẽ rất khó để các đối thủ cạnh tranh giải quyết được.”
Phù hợp với sở thích của khách hàng
Hiệu năng cao hơn của pin QuantumScape đáp ứng các yêu cầu chung để thay thế hoàn toàn các phương tiện sử dụng động cơ đốt trong (ICE) bằng xe điện:
- Tầm hoạt động tối đa cao hơn 375 dặm / 600 km.
- Sạc nhanh trong tối đa 15 phút, con số này chỉ được chấp nhận rộng rãi nếu một lần sạc đầy đủ cung cấp đủ phạm vi hoạt động.
- Tuổi thọ pin tối thiểu là 12 năm/ 150,000 dặm (240,000 km).
- Chi phí tương đương với xe chạy bằng động cơ đốt trong.
- Hoạt động tốt trong mọi điều kiện thời tiết, kể cả nóng và lạnh khắc nghiệt.
- Không có nguy cơ cháy nổ.
Bộ tách Cobra: Mở rộng quy mô sản xuất QuantumScape
Pin QuantumScape sẽ chủ yếu được sản xuất tại một nhà máy tự động hóa cao ở San Jose, California. Hãng sẽ sử dụng một loại xử lý nhiệt mới cho thiết kế pin “Cobra” cải tiến của mình.
Quá trình xử lý nhiệt hiệu quả hơn gấp 25 lần này giúp giảm đáng kể không gian vật lý cần thiết cho việc sản xuất pin, trở thành yếu tố then chốt trong việc mở rộng sản xuất hàng loạt. Nó cũng tiêu tốn ít năng lượng hơn, giúp giảm chi phí hơn nữa và cải thiện tính thân thiện với môi trường của quy trình.
Các phiên bản Cobra sau này dự kiến sẽ cải thiện hơn nữa yếu tố này trong quy trình sản xuất trong tương lai. Quy trình tách Cobra đã đi vào sản xuất cơ bản vào tháng 6 năm 2025 và dự kiến sẽ cải thiện đáng kể sản lượng.
Các cột mốc tương lai của QuantumScape (QS)
Vuốt để cuộn →
| Năm | Milestone | Ý nghĩa của nó |
|---|---|---|
| 2024 | PowerCo đã ký thỏa thuận cấp phép cho công suất lên đến 40 GWh, có thể mở rộng lên 80 GWh đối với các tế bào dựa trên công nghệ QSE-5. | Xác thực công nghệ và tạo ra lộ trình rõ ràng để sản xuất ở quy mô gigawatt giờ với Volkswagen. |
| 2025 | Mở rộng hợp tác với PowerCo, thanh toán theo từng giai đoạn lên tới 131 triệu đô la và bổ sung 5 GWh công suất không thuộc VW. | Tăng cường nguồn vốn dự phòng cho QS và mở ra cơ hội tiếp cận khách hàng ngoài tập đoàn Volkswagen. |
| 2025 | Mẫu xe đua Ducati V21L MotoE ra mắt với pin QuantumScape QSE-5 tại triển lãm IAA Mobility. | Đây là lần đầu tiên pin trạng thái rắn không có cực dương được thử nghiệm trên xe thực tế, chứng minh hiệu năng vượt trội so với phòng thí nghiệm. |
| 2025-2026 | Quy trình tách Cobra được đưa vào sản xuất hàng loạt; Ducati dự kiến thử nghiệm thực địa vào năm 2026. | Đánh dấu giai đoạn chuyển tiếp từ sản xuất thử nghiệm sang sản xuất nguyên mẫu với số lượng lớn hơn và thử nghiệm trên đường đua. |
| 2027 trận2028 + | Thời gian dự kiến cho việc triển khai thương mại đầu tiên các xe điện sử dụng pin QSE-5, giả sử quá trình mở rộng quy mô thành công. | Đây là bước ngoặt quan trọng, nơi QuantumScape có thể chuyển từ một câu chuyện công nghệ chưa tạo ra doanh thu thành một nhà cung cấp pin thực thụ. |
Mặc dù đã được công bố rộng rãi, mẫu xe máy Ducati này sẽ chỉ trải qua quá trình thử nghiệm thực địa vào năm 2026, sau khi các thiết bị phục vụ sản xuất hàng loạt được lắp đặt vào năm 2025.
Nhìn chung, năm 2026 đang dần trở thành thời điểm chuyển giao quan trọng đối với QuantumScape, khi công ty chuyển từ giai đoạn hợp tác, thỏa thuận và cung cấp mẫu pin QSE-5 sang giai đoạn sản xuất hàng loạt và giao hàng thương mại quy mô lớn.
Tuy nhiên, trước khi hầu hết các xe máy Volkswagen, và sau đó là ô tô, chạy bằng hệ thống QuantumScape / PowerCo, sẽ cần thêm vài năm nữa.
Điều này là bởi vì, theo lời của Elon Musk, vào thời điểm Tesla gặp khó khăn trong việc tăng sản lượng lên trên mức sản xuất hàng loạt nhỏ vào năm 2017, "sản xuất hàng loạt là địa ngục".
Kết luận
QuantumScape là một công ty trở nên rất phổ biến với các nhà đầu tư vào năm 2021, trước khi trải qua đợt giảm giá cổ phiếu mạnh cho đến tháng 7 năm 2025, thời điểm mà sự hoài nghi về khả năng sản xuất hàng loạt của công ty đã chi phối các cuộc thảo luận xung quanh nó.
Kể từ đó, chỉ số này đã phục hồi mạnh mẽ từ mức thấp nhất, nhưng vẫn còn cách xa mức của năm 2021. Như mối quan hệ hợp tác ngày càng sâu rộng với Volkswagen minh họa, QuantumScape hiện nay có hồ sơ rủi ro hoàn toàn khác so với trước đây.
Hiện tại, công ty đang bước vào giai đoạn mở rộng năng lực sản xuất, cuối cùng cũng chứng kiến pin của mình được đưa vào sản phẩm thương mại với xe máy Ducati, và đang chuẩn bị mở rộng sang lĩnh vực xe điện của nhà sản xuất ô tô lớn thứ hai thế giới.
Song song đó, nước này cũng đang trở thành đối tác quan trọng cho các công ty OEM đang tìm kiếm nguồn cung cấp pin thay thế không thuộc châu Á.
Như vậy, thời gian chờ đợi QuantumScape vượt qua giai đoạn khởi nghiệp có lẽ sắp kết thúc. Sự tăng vọt giá cổ phiếu gần đây dường như cho thấy thị trường cũng đồng tình, và quá trình thay đổi hình ảnh công ty vẫn đang tiếp diễn.
Tin tức và diễn biến mới nhất về cổ phiếu QuantumScape (QS)
