Hai una svolta nella batteria? Hai bisogno di amici nella produzione

PolyPlus —una piccola startup di 27 persone con batterie—ha deciso che ha bisogno di imparare le basi della produzione in serie per portare la sua tecnologia sul mercato.

Una delle batterie al litio-acqua di PolyPlus. Credito: PolyPlus.

All'inizio di questa settimana, la società con sede a Berkeley, in California, ha ricevuto una sovvenzione, insieme a Johnson Controls e Corning, dal Dipartimento dell'Energia Iniziativa di produzione innovativa . La sovvenzione di $ 9 milioni finanzierà una linea pilota per realizzare un componente chiave per batterie al litio-acqua, litio-aria e litio-zolfo, nuove sostanze chimiche che l'azienda spera forniranno un grande salto nella densità energetica rispetto alle batterie di oggi.

PolyPlus è una delle dozzine di aziende che perseguono batterie migliori, ma il suo modello di business è diverso dalla maggior parte. Ha solo preso soldi da investitori con un orizzonte temporale lungo e vuole rendere la produzione, non solo la scienza dei materiali, un'abilità fondamentale.

Miglioramenti incrementali alle batterie agli ioni di litio possono essere aggiunti alle macchine di produzione esistenti, ma l'introduzione di una chimica completamente nuova con il potenziale per una svolta - qualcosa che molte altre aziende stanno cercando di fare - richiede effettivamente la realizzazione dell'hardware, afferma il CEO Steven Visco.

Niente di simile è stato fatto prima, quindi quando lo diamo in licenza è molto più prezioso quando le persone possono vedere il prodotto e possono togliere i prodotti da una linea di lavoro. Ci dà credibilità sul mercato e possiamo ottenere feedback, afferma.

I primi prodotti pianificati saranno una batteria al litio non ricaricabile per acqua di mare prevista per il prossimo anno, seguita da una batteria al litio non ricaricabile un anno dopo. Utilizzando la stessa tecnologia di base, PolyPlus prevede di realizzare batterie ricaricabili al litio-aria e al litio-zolfo alcuni anni dopo che Visco ha affermato.

Finora PolyPlus si è tenuta alla larga dagli investitori di capitale di rischio perché i VC cercano di uscire dalle startup entro pochi anni, il che non si adatta al settore dello stoccaggio di energia, afferma Visco. Invece, la società ha operato su sovvenzioni governative e finanziamenti da grandi investitori aziendali. E sta collaborando con grandi aziende di produzione.

Siamo piccoli. Sarebbe difficile crescere da una piccola azienda da un giorno all'altro e questo è un percorso pericoloso. Johnson Controls offre un'intera catena di approvvigionamento e un insieme di competenze nella produzione di grandi volumi, afferma.

Se può essere prodotta a un costo ragionevole, la tecnologia potrebbe offrire un percorso verso importanti miglioramenti nella quantità di energia che le batterie possono immagazzinare in volume. La batteria ad acqua di mare dell'azienda, che potrebbe essere utilizzata per veicoli robotici o sensori subacquei, offrirà dieci volte l'energia delle batterie odierne, afferma Visco. L'esercito inizierà presto a testare le batterie primarie al litio-aria di PolyPlus per alleggerire il carico dei soldati, ha aggiunto.

La tecnologia di base per tutte le sue batterie pianificate risale al 2003, quando gli ingegneri dell'azienda hanno sviluppato una membrana in ceramica che consente solo agli ioni di litio di muoversi attraverso di essa, ma è impermeabile all'acqua, all'aria o ad altri materiali. Avere un elettrolita ceramico solido sigillato consente all'azienda di perseguire anche la chimica del litio aria e del litio zolfo, afferma Visco.

Le sue prime batterie al litio per acqua di mare non saranno ricaricabili ma avranno una densità di energia da 1.300 a 1.500 wattora per chilogrammo, molte volte quella offerta dalle batterie odierne, secondo l'azienda. Non saranno potenti come le tradizionali batterie agli ioni di litio, ma la migliore densità di energia consentirà missioni subacquee molto più durature per sensori o veicoli.

L'azienda deve affrontare una serie di ostacoli tecnici, in particolare la durata delle sue batterie ricaricabili per molti cicli, ma Visco afferma che l'unico modo per ottenere un vantaggio è scommettere su una tecnologia potenzialmente dirompente e rendere la produzione un'abilità fondamentale.

Per competere con i produttori di batterie agli ioni di litio sono necessari miliardi di dollari di capitale: è tutta una produzione di volumi e sei in competizione con 'Asia Inc'. Ci saranno cimiteri pieni di aziende produttrici di batterie sepolte, dice.

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