Après la clôture du troisième trimestre 2023, le développeur de batteries à semi-conducteurs QuantumScape a informé le public de ses progrès au cours des trois derniers mois, qui incluent des résultats encourageants. En plus de jeter un coup d’œil aux maquettes de sa conception de cellule QSE-5 destinée à la production, le prototype de QuantumScape a fait mieux que prévu auprès d’un équipementier automobile en particulier. Les véhicules électriques à semi-conducteurs sont-ils plus proches que nous l’imaginions ? QuantumScape dit peut-être, mais il lui reste encore du travail à faire.
Si vous ne connaissez pas le nom QuantumScape ($ QS) à présent, vous devriez probablement commencer à vous renseigner (ne vous inquiétez pas, nous avons de nombreuses couvertures antérieures à étudier). La société de technologie de batterie avancée travaille depuis plus d’une décennie pour développer des cellules de batterie à semi-conducteurs évolutives et à forte densité énergétique, qui pourront un jour atteindre la parité de coût avec les cellules lithium-ion traditionnelles populaires dans les modèles de véhicules électriques actuels.
Alors qu’il existe de nombreux concurrents à la recherche d’un avenir alimenté par des cellules à semi-conducteurs plus sûres et plus efficaces, QuantumScape a réalisé sa propre avancée majeure en 2020 en utilisant un séparateur en céramique exclusif. Cette technologie a conduit à des tests de cellules prototypes monocouches, suivis de cellules à 10 couches, puis de prototypes à 16 couches.
Au deuxième trimestre 2022, l’état solide de QuantumScape s’était étendu à 24 couches, ouvrant la voie à des tests internes rigoureux et au début d’un parcours en trois étapes (cellules prototypes A, B et C) avant d’entrer dans la qualification automobile et (espérons-le) commercialisé. production.
En décembre 2022, QuantumScape a commencé à livrer les premiers prototypes de cellules A0 à 24 couches à des partenaires automobiles pour qu’ils les testent eux-mêmes, et au premier trimestre 2023, les tests avaient été effectués par au moins un constructeur de véhicules électriques anonyme.
Dans le même temps, QuantumScape a annoncé que son premier produit commercial à semi-conducteurs sera une cellule d’environ 5 Ah appelée QSE-5 (voir ci-dessus), qui a également commencé à être expédiée aux partenaires OEM à partir du deuxième trimestre 2023. Maintenant, QuantumScape a publié son chiffre d’affaires pour le troisième trimestre. Le rapport 2023 et les tests du prototype A0 ont donné des résultats meilleurs que prévu.
QuantumScape démarre au troisième trimestre et partage le format FlexFrame
Comme mentionné précédemment, le premier produit commercial prévu par QuantumScape sera une cellule à semi-conducteurs appelée QSE-5, basée sur les cellules prototypes A0 susmentionnées. États QS que la cellule se compose d’un format unique qu’elle appelle FlexFrame, qui combine les conceptions conventionnelles de poche et de cellule prismatique afin de répondre à « l’expansion uniaxiale du lithium métallique lorsqu’il se plaque et se dénude pendant la charge et la décharge ».
Le développeur de batteries a déclaré que l’un de ses principaux objectifs pour 2023 est d’améliorer le conditionnement de ses cellules QSE-5 par rapport aux prototypes A0, car les premiers contiendront des cathodes à charge plus élevée que les premiers, supportant des densités de courant plus élevées construites avec des marges plus serrées, mettant plus de stress sur la cellule.
À titre de comparaison, QuantumScape indique que les cellules QSE-5 sont conçues pour fournir une capacité d’environ 5 ampères-heures (Ah), tandis que 2 170 modèles de batteries actuellement utilisés par certains des principaux constructeurs automobiles de véhicules électriques offrent une capacité moyenne d’environ 4,5 à 5 Ah. Dans ce cas, QuantumScape se situe à l’aube de la parité des performances, sinon meilleure, en utilisant des cellules plus petites, plus légères et plus sûres.
Revenant aux prototypes A0 qui permettront un jour la production des cellules QSE-5, QuantumScape a laissé une place supplémentaire à l’optimisme dans son rapport du troisième trimestre 2023. La société déclare que même si son objectif commercial pour ses cellules à semi-conducteurs reste une rétention d’énergie de 80 % sur 800 cycles de charge, un client potentiel du secteur automobile a obtenu de bien meilleurs résultats en testant les cellules A0.
Ces laboratoires ont réalisé plus de 1 000 équivalents de cycle complet et ont obtenu une rétention d’énergie de décharge de plus de 95 % en utilisant des conditions de test de charge C/3 et de décharge C/2 avec les conditions de température et de pression standard de QuantumScape et une profondeur de décharge de 100 %. Dans le rapport du troisième trimestre, QuantumScape s’est félicité de ce résultat encourageant, mais ne se lance pas dans l’achat de yachts de sitôt – il reste encore beaucoup à faire. Par entreprise :
Nous soulignons qu’il s’agit de la cellule la plus performante et nous avons du travail à faire sur des aspects comme la fiabilité. Il s’agit néanmoins d’un résultat exceptionnel. Nous ne connaissons aucune batterie lithium-métal de format automobile qui ait montré une rétention d’énergie de décharge aussi élevée sur un nombre de cycles comparable, à température ambiante et à une pression modeste, quel que soit le taux C. Nous pensons qu’aucun électrolyte concurrent – solide ou liquide – n’a démontré une stabilité suffisante avec le lithium métal pour atteindre cet objectif, et que ce résultat établit une nouvelle barre haute pour les performances des batteries lithium-métal.
Pour l’avenir, QuantumScape déclare que ses travaux au-delà du troisième trimestre 2023 resteront concentrés sur le développement de QSE-5, qui pourrait connaître beaucoup de succès dans plusieurs applications desservant tous les véhicules, des véhicules électriques de tourisme aux camions commerciaux, motos et même l’électronique grand public. En ce qui concerne l’électronique, le rapport du troisième trimestre de QuantumScape indique que les cellules à semi-conducteurs monocouches de la société ont désormais atteint entre 1 500 et 2 000 cycles avec une rétention d’énergie de décharge d’environ 80 % sans aucune pression appliquée de l’extérieur. À titre de comparaison, QS indique que 500 à 1 000 cycles de charge-décharge représentent le seuil clé du cycle de vie pour la plupart des applications électroniques grand public.
Du côté de la fabrication, QuantumScape a achevé l’installation des équipements pour son procédé de traitement thermique à séparateur rapide « Raptor » (3 fois plus rapide que les procédés précédents) et reste sur la bonne voie pour déployer le procédé d’ici la fin de l’année. Elle continue également de progresser dans la mise en œuvre de son procédé « Cobra » pour soutenir la production future du prototype QSE-5 B0.
Les finances semblent également bonnes. Le rapport du troisième trimestre détaille 1,1 milliard de dollars de liquidités alors que QuantumScape a levé 300 millions de dollars de produit brut au cours des trois derniers mois. Les prévisions actuelles de la société offrent suffisamment de marge pour poursuivre le développement des cellules à semi-conducteurs jusqu’en 2026. Par QuantumScape :
Notre objectif pour 2023 est simple : passer du prototype au produit. Nos étapes clés visent toutes à faire progresser le développement de produits afin d’atteindre un niveau suffisant de maturité technique et de fabrication pour permettre la production initiale du QSE-5. Alors qu’il ne reste que quelques mois dans l’année, nous maintenons des calendriers agressifs à court terme et restons concentrés sur la mise sur le marché d’un premier produit potentiellement perturbateur dans un avenir proche.
Mais d’un point de vue stratégique, notre mission dépasse une série d’objectifs à court terme. Nous recherchons une batterie de véhicule électrique de nouvelle génération depuis plus d’une décennie, et avec une mission aussi difficile et aussi importante que celle-ci, une réflexion à long terme est indispensable. De plus, les opportunités de marché pour notre plateforme technologique sont énormes, pouvant atteindre des centaines de milliards de dollars par an pour les décennies à venir.
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