今天被一家美国电池公司刷屏了，股价暴涨了40%多，原因很简单，他们的固态电池在德国的测试中，不但出乎人们的意料，连他们自己都没有想到，因为测试数据优于他们自测的结果，已经“大大超过”了电池行业的目标，这意味着一种安全不燃爆，充电速度快，续航里程长，而且几乎不会衰减的电池横空出世，将可能彻底改变整个电动车行业。

完爆锂电池

这家美国初创公司名叫QuantumScape，总部位于加州硅谷，2010年由斯坦福大学教授弗里茨·普林茨、蒂姆·霍尔姆等人创立，比尔·盖茨和大众汽车投入巨资，索罗斯重仓，被称为是固态电池第一股，专注于固态锂离子电池的研究，经过10多年的不懈努力，终于开发出了世界上首款无负极固态电池。

根据此前的报道，这种电池的能量密度是特斯拉锂离子电池的三倍，并且可以在15分钟内充电到80%，再加上安全不燃爆，这次测试又50万公里基本没有什么衰减，是不是已经完爆现有的锂离子电池，以后一次快速充电，我们的电动汽车就可以续航上千公里了呢？

电动汽车关键词

电动汽车早在1830年代就出现了，随着蓄电池技术的发展，19世纪下半叶电动汽车得到了较为广泛的应用，并且已经有了换电的概念了。然而正当电动汽车莺歌燕舞，突飞猛进的时候，美国德州石油爆发，内燃机技术迅猛发展，让电动汽车一蹶不振，出师未捷身先死，几乎消失在人们的视野里。所以你看，要不是石油的大规模应用，这个世界恐怕早就已经是电动汽车的天下了，并且不会导致目前地球被烧烤，气候即将崩溃的命运。

1990年代开始，电动汽车逐渐复苏，尤其是马斯克在2008年推出了特斯拉Roadster跑车，这是世界上第一款量产电动汽车，也是第一款可以在公路上合法行驶的锂离子电池汽车，电动汽车开始蓬勃发展，到今年年底全球保有量预计将达到4000万辆，中国约占其中的一半。估计到2030年代，电动汽车就可能取代燃油车，重新成为主流的交通工具，这意味着人类在走了100多年弯路，付出惨痛的教训，渴死了无数大象、犀牛、树木后，终于可以重新回到正轨上了。

这其中最关键的关键词，就是锂离子电池。最早的电动车使用铅酸电池，能量密度不高，最终被能量密度更高的燃油车取代，统治地球100多年，而石油也被称为黑金，成为现代工业的生命线。但燃油车是成也石油，败也石油，黑金毕竟是黑的，终将会伤害我们，甚至可能把我们打入万劫不复的深渊。

幸运的是，锂离子电池出现了，短短10多年的时间，能量密度就已经可以媲美石油，开始在动力领域和储能领域大放异彩，吹响了燃油车的灭绝号角，而锂也被称为了“白色石油”、“高能金属”，甚至未来人造太阳核聚变实现后，锂也可能是当仁不让的主角，因为我们要靠它去生产重要的聚变燃料氚。

解决痛点

如果说锂离子电池是吹响燃油车的灭绝号角，那么固态电池就是给燃油车挖坟的挖土机，可能三两下就可以把它给埋了。固态电池也是锂离子电池，只是它里面的电解质不是液体，而是固体，可以说是锂离子电池的完美升级版，最关键的是，它解决了人们最为担忧的电动汽车痛点——燃爆问题。

看看锂离子电池和固态电池的结构你就知道了。锂离子电池是5层结构，包括负极导电层、负极材料、隔膜、正极材料、正极导电层。中间最厚的正负极材料就像书架一样，可以存储锂离子。电池在充放电时，带正电的锂离子会穿过中间的隔膜来回移动，相应地电子就在电池外的电线中流过产生电流，驱动电动机开展工作。由于正负极材料的颗粒之间存在缝隙，锂离子无法在缝隙里移动，因此加入了液态电解质填充，完美地解决了锂离子移动通道的问题。

而QuantumScape的固态电池，省略了负极材料这一层，减少了近乎一半的体积，所以大大提高了能量密度。但你可能会很吃惊，没有负极材料，电池怎么工作呢？这个负极其实是隐形的，QuantumScape开发出了固态的陶瓷隔膜，可以在第一次充电时，在隔膜和负极导电层之间，形成锂金属负极，所以叫做无负极固态电池，可以防止锂枝晶的形成，再加上全固态，就完美解决了燃爆问题。当锂金属层形成时，电池会膨胀约1毫米，放电时锂金属层会消失，所以QuantumScape固态电池设计的时候，结构也比较特殊。

这个固态陶瓷隔膜，也就是氧化物，只有约20微米厚，比头发丝的直径还小，是他们这个电池的关键，用了10多年时间，花了3亿多美元才测试出来，申请了200多项专利来保护，简直就是金钟罩铁布衫了。QuantumScape没有公布它的更多信息，有人分析，可能是陶瓷颗粒和聚合物制成的有韧性的薄膜，QuantumScape自信地认为，竞争对手很难解决这个问题。

正极材料同样语焉不详，有说是用三元材料，锂镍钴锰氧化物和有机胶状物制成，胶状物由有机聚合物和液态电解质构成，正极材料的选择应该比较多，并且QuantumScape也在不断测试。

出人意料

QuantumScape实际在2020年底就已经公布了固态电池的初步数据，15分钟可充到80%电量，能量密度的提高可增加近一倍的续航里程，并且因为无负极的设计，可以至少降低15%的成本。

这次的测试是从2022年12月开始的，当时QuantumScape向合作伙伴交付了第一批24层固态电池，大众汽车的电池子公司PowerCo进行了耐久性测试，到2023年10月已经历了1000多个充放电周期，结果电池仍保持在原始容量的95%以上，WLTP工况续航里程达到了500-600 公里，这意味着在行驶超过50万公里后，电池也几乎没有什么衰减。

这是一个什么水平呢？大众公司表示，固态电池在开发阶段的行业目标，是充放电700次后，最大容量损失20%。这意味着这款固态电池已远远超过了行业标准，性能也远远超过了现有的锂离子电池，这些数据连QuantumScape自己都觉得吃惊，那啥，我都不知道我的电池有这么好。市场反应则更是热情，消息一出，QuantumScape的股票马上暴涨了40%以上。

所以看看，续航提高一倍，80%充电减至15分钟，可以用一辈子不衰减，最关键的是安全不燃爆，这不就是完美的电动汽车电池吗？据说这款固态电池有可能在今年下半年开始量产，燃油车的末日真的就要降临了吗？

竞争激烈

其实这段时间已有多个锂离子电池和固态电池突破的消息了，包括中国的半固态电池已经装车，宁德时代的凝聚态电池下半年也要投产，日本松下泰坦纳米硅粉锂离子电池充电10分钟，续航800公里，还有一款3分钟充电到80%的固态电池在开发，丰田就更牛了，宣布将从2027年开始量产充电10分钟，续航1200公里的固态电池。

所以在锂离子电池这个赛道上，现在已挤满了各种即将突破或已经突破，最近几年就会量产的高性能电池，燃油车被取代可能只是早晚的问题，只是究竟哪一种电池会大浪淘沙淘下来，估计还没有任何人看得清楚，但一旦解决了安全问题，锂金属这种白色石油可能就真的会像现在的石油一样，成为人类文明的下一个生命线。