211service.com
Har du fått ett batterigenombrott? Du behöver vänner inom tillverkning
PolyPlus —en liten, 27-personers batteristartup—har bestämt sig för att den måste lära sig repen av volymtillverkning för att få ut sin teknologi på marknaden.
Ett av PolyPlus litium-vattenbatterier. Kredit: PolyPlus.
Tidigare i veckan tilldelades det Berkeley, Kalifornien-baserade företaget ett anslag, tillsammans med Johnson Controls och Corning, från Department of Energy's Innovativt tillverkningsinitiativ . Anslaget på 9 miljoner dollar kommer att finansiera en pilotlinje för att göra en nyckelkomponent för litium-vatten-, litium-luft- och litium-svavelbatterier, nya kemier som företaget hoppas ska ge ett stort hopp i energitäthet jämfört med dagens batterier.
PolyPlus är ett av dussintals företag som strävar efter bättre batterier, men dess affärsmodell är annorlunda än de flesta. Det har bara tagits pengar från investerare med en lång tidshorisont och det vill göra tillverkning, inte bara materialvetenskap, till en kärnkompetens.
Inkrementella förbättringar av litiumjonbatterier kan läggas till på befintliga produktionsmaskiner, men att introducera en helt ny kemi med potential för ett genombrott – något som ett antal andra företag försöker göra – kräver att man faktiskt tillverkar hårdvaran, säger vd Steven Visco.
Inget liknande har gjorts tidigare, så när vi licensierar detta är det mycket mer värdefullt när folk kan se produkten och de kan ta bort produkterna från en fungerande linje. Det ger oss trovärdighet på marknaden och vi kan få feedback, säger han.
De första planerade produkterna kommer att vara ett icke-uppladdningsbart litium-havsvattenbatteri som förväntas nästa år, följt av ett icke-uppladdningsbart litium-luftbatteri ett år efter det. Genom att använda samma kärnteknologi planerar PolyPlus att tillverka uppladdningsbara litium-luft- och litium-svavelbatterier några år efter Visco säger.
PolyPlus har avvikit från riskkapitalinvesterare hittills eftersom VC:er ser ut att lämna startups inom några år, vilket inte passar energilagringsverksamheten, säger Visco. Istället har bolaget opererat med statliga bidrag och finansiering från stora företagsinvesterare. Och det samarbetar med stora företag kring tillverkning.
Vi är små. Det skulle vara svårt att växa från ett litet företag över en natt och det är en farlig väg. Johnson Controls ger en hel försörjningskedja och kompetens inom högvolymtillverkning, säger han.
Om den kan tillverkas till en rimlig kostnad kan tekniken erbjuda en väg till stora förbättringar av mängden energi som batterier kan lagra i volym. Företagets havsvattenbatteri, som kan användas för robotiserade undervägsfordon eller undervattenssensorer, kommer att erbjuda tio gånger så mycket energi som dagens batterier, säger Visco. Armén kommer snart att börja testa PolyPlus primära litium-luftbatterier för att lätta belastningen för soldater, tillade han.
Kärnteknologin för alla dess planerade batterier går tillbaka till 2003 när företagets ingenjörer utvecklade ett keramiskt membran som bara tillåter litiumjoner att röra sig genom det men som är ogenomträngligt för vatten, luft eller andra material. Att ha en förseglad fast keramisk elektrolyt gör det möjligt för företaget att fortsätta kemierna med litiumluft och litiumsvavel, säger Visco.
Dess första litiumhavsvattenbatterier kommer inte att vara uppladdningsbara men kommer att ha en energitäthet på 1 300 till 1 500 wattimmar per kilogram, flera gånger vad dagens batterier erbjuder, enligt företaget. De kommer inte att vara lika kraftfulla som traditionella litiumjonbatterier, men den bättre energitätheten kommer att möjliggöra mycket längre varaktiga undervattensuppdrag för sensorer eller fordon.
Företaget står inför ett antal tekniska hinder, särskilt att få dess uppladdningsbara batterier att hålla många cykler, men Visco säger att det enda sättet att få ett steg är att satsa på en potentiellt störande teknik och göra tillverkning till en kärnkompetens.
För att konkurrera med tillverkare av litiumjonbatterier krävs miljarder dollar i kapital – allt är volymtillverkning och du konkurrerar med 'Asia Inc'. Det kommer att finnas kyrkogårdar fulla av nedgrävda batteriföretag, säger han.