Tanto los conductores de automóviles eléctricos como los usuarios de teléfonos inteligentes están recurriendo en masa a las baterías de ánodo de silicio. Esto promete aumentar significativamente la densidad de energía y reducir los tiempos de carga.
Durante la última década varias empresas han estado trabajando en ánodos de silicio. Y esa tecnología ha comenzado a infiltrarse en la electrónica de consumo. Los fabricantes de dispositivos portátiles como Whoop utilizan materiales pétreos, mientras que grupo 14Las baterías se pueden encontrar en una amplia variedad de teléfonos inteligentes.
Pero el verdadero premio es el mercado de vehículos eléctricos, que está reduciendo la electrónica de consumo en un orden de magnitud, según Benchmark Minerals. Sin embargo, para entrar en este espacio, las empresas emergentes necesitan producir materiales de ánodo de silicio en cantidades mayores que nunca.
Con ese fin, Group14 dijo el jueves que comenzó la producción en su planta BAM-3 en Corea del Sur. La planta puede producir hasta 2.000 toneladas métricas de material de batería de silicio al año. Eso es suficiente para almacenar 10 gigavatios-hora de energía, o unos 100.000 vehículos eléctricos remotos.
“Es un gran problema para nosotros. Y creo que también lo es para la industria”, dijo a TechCrunch el cofundador y director ejecutivo de Group14, Rick Luebbe.
La fábrica BAM-3 fue creada como una empresa conjunta entre Group14 y el fabricante coreano de baterías SK. SK posee el 75% del proyecto pero vendió su participación al Group14 el verano pasado.
“SK tiene sus propios desafíos: financieros y de priorización de la estrategia de baterías y nuevos materiales para baterías al mismo tiempo”, dijo Luebbe. “Nos abre grandes oportunidades adquirirlo de SK”.
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La startup ha trabajado con varias empresas. Entre ellos se incluyen la división de baterías de Porsche, Cellforce Group, StoreDot, Molicel y Sionic. Porsche también ha invertido en el Grupo 14 a través de una empresa de capital riesgo.
La mayoría de las baterías modernas utilizan carbono como material del ánodo. Funciona bastante bien. Pero los científicos saben desde hace mucho tiempo que el silicio, que puede almacenar hasta 10 veces más iones de litio, sería mejor para el almacenamiento de energía si tan solo pudiera resolver un molesto problema de durabilidad: los ánodos de silicio puro tienden a hincharse y romperse en cortos períodos de tiempo, lo que los hace inadecuados para ciclos de carga repetidos durante muchos años.
La respuesta del Grupo 14 es una estructura rígida de carbono que mantiene en su lugar partículas microscópicas de silicio. Esto es para evitar que el ánodo se hinche o se rompa. La estructura está salpicada de agujeros a nanoescala que permiten el paso de iones de litio y electrones. También ayuda a cargar el ánodo rápidamente sin romperlo.
Algunos de los clientes de Group14, como Sionic, están utilizando ánodos de silicio para aumentar la densidad de potencia hasta en un 50%. Otras empresas, como Molicel, se centran en aprovechar las capacidades de carga rápida del silicio. Incluyendo un diseño que puede llevar la batería de vacía a llena en solo 90 segundos.
El uso de este tipo de ánodo de silicio podría impulsar el mercado de los vehículos eléctricos. El fabricante chino de automóviles eléctricos BYD pretende aprovechar esta capacidad. La semana pasada reveló un nuevo paquete de baterías que puede cargar “rápidamente” del 10% al 70% en cinco minutos (Luebbe está convencido de que BYD está utilizando silicio de carbono en la nueva batería. “Debe ser así”, dijo).
Si la red de carga puede soportar este tipo de vehículos eléctricos, se eliminarán las preocupaciones sobre la autonomía. Actualmente, los fabricantes de automóviles pretenden ofrecer autonomías de 300 a 400 millas, principalmente para aliviar las preocupaciones de los consumidores. Pero lograr ese objetivo requiere baterías voluminosas que agreguen peso, peso y costo. La carga instantánea, capaz de proporcionar un alcance significativo en segundos, podría ayudar a los fabricantes de automóviles a reducir el tamaño de las baterías. Esto ahorra costes y peso.
“Tengo un Rivian que viene con una batería de 130 kWh. Es muy caro”, dijo Luebbe. Pero con la carga flash, ideas como la carga inductiva en los semáforos, que hoy pueden parecer extrañas, se están volviendo más posibles, dijo. “Ya ni siquiera pensarás en cobrar”.
