Un separatore singolo (led) e una cella a sacchetto a strato singolo (a destra) da una presentazione per investitori QuantumScape. L’azienda dovrà produrne migliaia se vuole diventare redditizia. Immagine: presentazione QuantumScape
All’inizio di questa settimana, l’amministratore delegato di Tesla Inc, il signor Elon Musk, ha condiviso la sua esperienza nell’aumento della produzione per i veicoli della sua azienda. Tesla, famigerata per i suoi problemi di produzione, è riuscita solo di recente a sfornare regolarmente veicoli dai suoi stabilimenti negli Stati Uniti e in Cina.
Pur parlando della produzione di veicoli, i commenti dell’esecutivo illustrano come la società di ricerca sulle batterie Quantum Scape avrà difficoltà a raggiungere i suoi obiettivi di equipaggiare la maggior parte dei veicoli elettrici con batterie allo stato solido nel prossimo futuro. Quantum Scape sta attualmente ricercando un nuovo materiale separatore che separa il suo anodo litio-metallo dal catodo e agisce come un elettrolita per mescolare gli elettroni avanti e indietro nella batteria.
“… Chi non ha mai prodotto la produzione non capisce quanto sia incredibilmente difficile,”Delinea Musk a Tesla Investor Call
I commenti di Musk sono arrivati in risposta a una domanda che poneva i progressi della fabbrica di produzione di Tesla a Berlino, in Germania, in merito a un frammento di riferimento da parte dell’esecutivo che in precedenza postulava che fosse possibile un miglioramento da cinque a dieci volte rispetto alla prima linea di produzione Model 3.
In risposta, Musk ha dichiarato:
Oh, penso che siamo ancora abbastanza lontani da questo. Voglio dire, la cosa da tenere a mente con la produzione è che per coloro che non hanno mai fatto la produzione semplicemente non capiscono quanto sia follemente difficile la produzione. Voglio essere molto molto enfatico qui. I prototipi sono banali. Sono un gioco da ragazzi. La produzione è difficile. È molto difficile. Ora dici una produzione su larga scala con alta affidabilità e basso costo? Follemente difficile. Quello che Tesla ha ottenuto dal lato automobilistico non è stato quello di creare un’auto automobilistica. La cosa veramente profonda dal punto di vista automobilistico è che Tesla è stata la prima azienda automobilistica americana a raggiungere una produzione in serie in cento anni e non andare in bancarotta. Fondamentalmente, io e molti altri in Tesla abbiamo avuto diversi aneurismi per ottenere questo risultato. Era così difficile non averne idea. E il problema di creare un oggetto grande e complesso è supporre che tu abbia un’approssimazione del primo ordine, 10.000 elementi unici. E anche uno di questi elementi è lento, significa che aspetti, solo uno. Non importa come-così banale. Abbiamo interrotto la produzione a causa della moquette nel bagagliaio. Abbiamo interrotto la produzione a causa di un cavo USB. A un certo punto, per Model S, abbiamo letteralmente fatto irruzione in ogni negozio di elettronica nella Bay Area.
Per alcuni giorni lì, nessuno ha potuto comprare un cavo USB nella Bay Area perché siamo andati a comprarli tutti per metterli in macchina, letteralmente. E ci sono centinaia di storie del genere. Comunque, quello… risolvere quei vincoli e un problema logistico che fa sembrare banale la seconda guerra mondiale. Non sto scherzando. Come se la scala fosse folle. Stiamo parlando di milioni di automobili, di una catena di fornitura globale enorme, di 30 paesi, di dozzine di regimi normativi. È da pazzi. Quindi sì.
Come si applica a QuantumScape? L’azienda sta attualmente lavorando su un prototipo di cella molto più piccolo di quello che potenzialmente alimenterà un futuro veicolo elettrico. Sta inoltre sviluppando una versione multistrato di questa cella, che segna il primo di molti passaggi per adattare i suoi prototipi a una batteria completamente utilizzabile.
Si prevede che la produzione di massa inizi nel 2024, sperando di essere uno dei principali fornitori di batterie della casa automobilistica tedesca Volkswagen.
Tuttavia, alcuni dei problemi che sono più avanti di QuantumScape includere il ridimensionamento del design delle celle a uno che coinvolge un numero elevato di strati e la produzione del materiale separatore alla rinfusa. Inoltre, poiché la società ha dichiarato che il suo materiale separatore (uno che va tra le estremità positive e negative di una batteria) è proprietario, Quantum Scape avrà probabilmente bisogno di apparecchiature proprietarie per produrlo.
Supponendo che l’ultima cella QuantumScape utilizzi 50 strati e 2.500 sono necessari per alimentare un singolo veicolo (il modello 3 di Tesla ha 3.700 celle con 50-100 strati), quindi per veicolo, QuantumScape dovrà produrre 125.000 strati del separatore.
Batteria da 85 kWh di Tesla per il Model S. Immagine: Electrek
Inoltre, supponendo che Volkswagen spedisca 20.000 veicoli elettrici (meno di un decimo delle spedizioni di Tesla nel 2020), QuantumScape dovrà produrre 2,5 milioni di strati separatori semplicemente per tenere il passo con la casa automobilistica tedesca.
I dati dei test delle celle multistrato dell’azienda potrebbero non essere disponibili entro la fine di quest’anno per determinare adeguatamente se è pronto per bloccare le specifiche per il separatore ceramico. Se QuantumScape riuscirà a chiudere il progetto di un separatore finale entro la fine di quest’anno, dovrà ancora occuparsi del passaggio da una cella della batteria a singolo strato da 70 mm x 85 mm alla produzione di migliaia di celle per una singola batteria per auto.
Ovviamente, poiché è una società quotata in borsa, QuantumScape deve rivelare i rischi per la sua attività alla Securities and Exchange Commission (SEC). Pertanto, nella sua divulgazione delle dichiarazioni previsionali per il suo ultimo aggiornamento della batteria , note QuantumScape:
L’azienda deve affrontare barriere significative nei suoi tentativi di produrre una cella della batteria allo stato solido e potrebbe non essere in grado di sviluppare con successo la sua cella della batteria allo stato solido. La creazione di volumi elevati di celle multistrato nel fattore di forma commerciale e con un numero di strati più elevato richiede un notevole impegno di sviluppo. La Società potrebbe incontrare ritardi significativi e/o sfide tecniche nel replicare le prestazioni viste nelle sue celle a strato singolo e nei primi test delle celle a quattro strati con fattore di forma più piccolo e nel raggiungere gli obiettivi di rendimento elevato, affidabilità, uniformità e prestazioni richiesti per le attività commerciali. produzione e vendita. La Società potrebbe incontrare ritardi e altri ostacoli nell’acquisizione, installazione e funzionamento di nuove apparecchiature di produzione per processi automatizzati e/o a flusso continuo, inclusi ritardi dei fornitori (che abbiamo già sperimentato [EMPHASIS ADDED]) e sfide ottimizzazione dei processi di produzione complessi. La Società potrebbe riscontrare ritardi nell’assunzione degli ingegneri di cui ha bisogno per espandere i propri sforzi di sviluppo e produzione, ritardi nell’acquisizione della struttura per QS-0 e ritardi causati dalla pandemia COVID-19.
Tutto sommato, QuantumScape ha il suo bel da fare e i dati futuri per la sua cella multistrato devono essere attentamente esaminati per valutare le prospettive a lungo termine dell’azienda.
