Warum QuantumScape-Investoren immer noch auf neue EV-Batterien warten

Der Elektrofahrzeugbereich hat in den letzten Jahren eine Handvoll beeindruckender Börsendebüts erlebt, aber Batteriestart QuantumScapes Die ersten Handelswochen waren selbst für EV-Aktienstandards bemerkenswert.  

QuantumScape wurde 2010 gegründet und ging durch eine Fusion mit einer Zweckgesellschaft (SPAC) an die Börse. Die Aktie stieg am ersten Handelstag im November 49 um 2020 % und war bis zum 131.67. Dezember auf einen Höchststand von 22 $ gestiegen – ein Gewinn von über 400 % in weniger als einem Monat.

Dieser Lauf bescherte QuantumScape eine atemberaubende Bewertung von 54 Milliarden US-Dollar, angeheizt durch die Begeisterung der Investoren über die Festkörperbatterietechnologie des Unternehmens, die so genannt wird, weil sie den brennbaren flüssigen oder gelförmigen Elektrolyten beseitigt, der in den heutigen Lithium-Ionen-Batterien zu finden ist. Außerdem hat es diesem Autogiganten nicht geschadet Volkswagen ein Großinvestor war oder Bill Gates sich ebenfalls beteiligt hatte.

Aber der Hype, der das Unternehmen Ende 2020 umgab, scheint so gut wie versiegt zu sein, da die einst brandaktuelle Aktie etwa 92 % ihres Wertes von diesem Rekordhoch verloren hat.

QuantumScape steht zu den hohen Ansprüchen, die es im Jahr 2020 aufgestellt hat, und sagt, dass seine Batterien immer noch auf dem Weg sind, in ein paar Jahren in Produktion zu gehen. Dem Unternehmen steht jedoch ein langer, bargeldintensiver Testweg bevor. Der Wettbewerb verschärft sich nur, und die Wall Street wartet immer noch.

Die Investoren mögen weitergezogen sein, aber die Autoindustrie schaut weiter zu: Neben Volkswagen hat QuantumScape nach eigenen Angaben drei weitere Autoherstellerpartner, die sich verpflichtet haben, die Batterien des Unternehmens zu testen. Bisher sind diese Autohersteller unbenannt.

Es ist nicht schwer zu verstehen, warum Autohersteller so an der Festkörperbatterietechnologie interessiert sind. Die heutigen Lithium-Ionen-Batterien sind im Allgemeinen ziemlich zuverlässig, aber ihre Größe, ihr Gewicht und ihre Ladezeiten machen sie für Elektrofahrzeuge alles andere als ideal. Und obwohl Brände bei Elektrofahrzeugen selten sind, sind sie in der Regel intensiv und schwer zu löschen, zum Teil, weil Lithium-Ionen-Batterien stundenlang brennen können.

Die Batterien, an deren Entwicklung QuantumScape arbeitet, werden als „Solid State“ bezeichnet, weil sie keinen flüssigen oder gelförmigen Elektrolyten benötigen, der in bestehenden Batterien zu finden ist. Ein Festkörperbatteriepaket kann kleiner und leichter sein als ein Lithium-Ionen-Batteriepaket ähnlicher Kapazität, und das Fehlen von Flüssigkeit im Inneren macht es weniger wahrscheinlich, dass sie Feuer fangen.

Im Dezember 2020 versprach Jagdeep Singh, CEO von QuantumScape, bis etwa Mitte des Jahrzehnts eine zuverlässige Festkörperbatterie in großem Maßstab. Hier sind einige der Behauptungen, die er während a Livestream Präsentation früher Testergebnisse:

• Die Batterien von QuantumScape konnten in nur 80 Minuten von null auf 15 % ihrer Kapazität aufgeladen werden, etwa die Hälfte der Zeit, die die meisten Lithium-Ionen-EV-Batterien benötigen.
• Ein Elektrofahrzeug, das die Batterien des Unternehmens nutzt, hätte bei ähnlichem Gewicht eine um bis zu 80 % größere Reichweite als eines, das mit aktuellen Lithium-Ionen-Batterien betrieben wird.
• Die Batteriezellen von QuantumScape waren „in der Lage, Hunderttausende von Kilometern zu überstehen“ in einem breiten Temperaturbereich, einschließlich einer Kälte von minus 22 Fahrenheit.

„Wenn QuantumScape diese Technologie in die Massenproduktion bringen kann, hat sie das Potenzial, die Branche zu verändern“, sagte Stan Whittingham, Miterfinder der Lithium-Ionen-Batterie und Gewinner des Chemie-Nobelpreises 2019, in einer Pressemitteilung von QuantumScape.

Es schien fast zu schön, um wahr zu sein. Forscher hatten jahrzehntelang erfolglos an Festkörperbatterien getüftelt.

Erfinder standen vor einer zentralen Herausforderung. Solche Batterien waren aufgrund von Dendriten störanfällig – nadelartige Strukturen, die sich im Inneren bilden, oft innerhalb weniger Wochen, die sie kurzschließen und ihr Leben beenden können.

Die Schlüsselinnovation von QuantumScape ist ein Separator aus einem proprietären flexiblen Keramikmaterial, das Dendriten widersteht und kein Feuer fangen kann. Wenn es wie beabsichtigt funktioniert, sollten Festkörperbatterien so lange überleben können wie eine typische Lithium-Ionen-Batterie und dabei alle erhofften Vorteile beibehalten.

QuantumScape ist noch mindestens ein paar Jahre davon entfernt, seine Batterien in Serie produzieren zu können. Aber in Labortests scheint seine Technologie zu funktionieren.

In diesem Livestream-Test im Jahr 2020, der die Aktien des Unternehmens in die Höhe schnellen ließ, sagte QuantumScape, ein winziger Prototyp seiner Batterie habe über 800 Lade- und Entladezyklen überstanden – ungefähr die Anzahl, die die Batterie eines Elektrofahrzeugs während ihrer Lebensdauer aushalten würde.

Aber diese Testbatterie war eine verkleinerte Version, und die Dimensionierung zu einer Batterie, die für den Einsatz in Elektrofahrzeugen bereit ist, war ein langsamer Prozess.

QuantumScape konnte diesen 800-Zyklen-Test letztes Jahr zweimal mit leicht vergrößerten Batterien wiederholen. Ein größerer hat es Anfang dieses Jahres in einer Testrunde durch 500 Zyklen geschafft. Aber das Unternehmen ist noch ein paar weitere Entwicklungsrunden von einem Prototyp in Originalgröße entfernt.

Die Schritte, die erforderlich sind, um die Batterien von QuantumScape für den Einsatz auf der Straße vorzubereiten, werden mindestens zwei Jahre – und wahrscheinlich mehr – dauern.

Sobald der aktuelle Prototyp die 800-Zyklen-Testschwelle erreicht hat, muss das Unternehmen eine „A-Muster“-Batterie bauen und testen, die fast die volle Größe hat, aber immer noch nicht ganz das ist, was es schließlich in Massenproduktion plant.

Singh sagte CNBC in einem April-Interview, dass die Ein Musterprodukt wird noch in diesem Jahr fertig sein, um es zu Testzwecken an Volkswagen und die anderen Automobilpartner des Unternehmens zu senden.

Dann kommt die „B-Probe“, die ihrem Vorgänger ähnlich ist, aber auf einer Prototypen-Montagelinie hergestellt wird, mit Werkzeugen, die ähnlich, aber kleiner und einfacher sind als die Maschinen, die QuantumScape in seiner späteren Hochgeschwindigkeits-Produktionslinie einsetzen will.

„Der Zweck des A-Musters besteht darin, dass der Kunde bestätigen kann, dass die Batterie tatsächlich so funktioniert, wie sie funktionieren soll“, sagte Singh. „Der Zweck der B-Probe besteht darin, diese Batterie dann zu nehmen und daraus Testautos herzustellen.“

Der letzte Schritt wäre ein endgültiger Prototyp, ein C-Muster, das für die vollständige Montagelinie hergestellt werden soll. Singh sagte, er erwarte derzeit, dass QuantumScape 2024 oder 2025 C-Proben liefern werde.

Aber selbst diese ersten Testwagen werden noch nicht fahrbereit sein, sagte Singh. Stattdessen werden sie ein wichtiger Meilenstein für das Unternehmen und seine Autoherstellerpartner sein. Danach werden Testwagen, die mit diesen C-Muster-Batterien gebaut wurden, serienreif sein.  

Diese Entwicklungs-, Produktions- und Testrunden werden erhebliche Geldbeträge erfordern.

Singh sagte, er sei zuversichtlich, dass QuantumScape über genügend Barmittel verfüge – etwa 1.3 Milliarden US-Dollar Ende März – um diese C-Musterbatterien an seine Automobilpartner zum Testen liefern zu können. Aber es muss mehr Geld aufbringen, um eine Fabrik zu bauen, die groß genug ist, um Autohersteller in großem Maßstab zu beliefern.

Bis dahin könnte es Konkurrenz geben.

Toyota hat gesagt, dass es daran arbeitet, seine eigenen Festkörperbatterien im eigenen Haus zu entwickeln, und mindestens ein anderes Start-up – mit Sitz in Colorado Solide Kraft, unterstützt von BMW und Ford Motor – ist auf dem Weg zu mit der Herstellung eigener Solid-State-Versionen beginnen um die selbe Zeit.

Das Aufbringen des für eine Fabrik erforderlichen Geldbetrags wäre im aktuellen wirtschaftlichen Umfeld eine Herausforderung, aber Singh glaubt, dass das Aufbringen dieses Geldes nicht schwierig sein wird, sobald Investoren die Möglichkeit hatten, mit QuantumScape-Batterien betriebene Testfahrzeuge zu fahren.

„Die gute Nachricht über die US-Kapitalmärkte ist, dass viel Kapital verfügbar ist, wenn man nachweisen kann, dass man etwas Reales hat und dass die Marktchancen wirklich groß sind“, sagte Singh.