Vous avez une percée dans la batterie ? Vous avez besoin d'amis dans la fabrication

PolyPlus — une petite startup de batteries de 27 personnes — a décidé qu'elle devait apprendre les ficelles de la fabrication en série afin de mettre sa technologie sur le marché.

Une des batteries lithium-eau de PolyPlus. Crédit : PolyPlus.

Plus tôt cette semaine, la société basée à Berkeley, en Californie, a reçu une subvention, ainsi que Johnson Controls et Corning, du ministère de l'Énergie Initiative de fabrication innovante . La subvention de 9 millions de dollars financera une ligne pilote pour fabriquer un composant clé pour les batteries lithium-eau, lithium-air et lithium-soufre, de nouvelles chimies qui, espère la société, permettront un grand saut dans la densité énergétique par rapport aux batteries d'aujourd'hui.

PolyPlus est l'une des dizaines d'entreprises à la recherche de meilleures batteries, mais son modèle commercial est différent de la plupart. Il n'a pris de l'argent qu'à des investisseurs à long terme et il veut faire de la fabrication, et pas seulement de la science des matériaux, une compétence essentielle.

Des améliorations incrémentielles des batteries lithium-ion peuvent être ajoutées aux machines de production existantes, mais l'introduction d'une toute nouvelle chimie avec le potentiel d'une percée - quelque chose que plusieurs autres entreprises essaient de faire - nécessite réellement de fabriquer le matériel, explique le PDG Steven Visco.

Rien de tel n'a été fait auparavant, donc lorsque nous accordons une licence, cela a beaucoup plus de valeur lorsque les gens peuvent voir le produit et peuvent retirer des produits d'une ligne de travail. Cela nous donne de la crédibilité sur le marché et nous pouvons obtenir des commentaires, dit-il.

Les premiers produits prévus seront une batterie lithium-eau de mer non rechargeable attendue l'année prochaine, suivie d'une batterie lithium-air non rechargeable un an plus tard. En utilisant la même technologie de base, PolyPlus prévoit de fabriquer des batteries rechargeables lithium-air et lithium-soufre quelques années après l'annonce de Visco.

Jusqu'à présent, PolyPlus a évité les investisseurs en capital-risque, car les VC cherchent à quitter les startups dans quelques années, ce qui ne convient pas au secteur du stockage d'énergie, dit Visco. Au lieu de cela, la société a fonctionné grâce à des subventions gouvernementales et au financement de grandes entreprises. Et c'est en partenariat avec de grandes entreprises autour de la fabrication.

Nous sommes petits. Il serait difficile de passer d'une petite entreprise du jour au lendemain et c'est une voie dangereuse. Johnson Controls apporte toute une chaîne d'approvisionnement et un ensemble de compétences dans la fabrication de gros volumes, dit-il.

Si elle peut être fabriquée à un coût raisonnable, la technologie pourrait offrir une voie à des améliorations majeures de la quantité d'énergie que les batteries peuvent stocker en volume. La batterie à eau de mer de l'entreprise, qui pourrait être utilisée pour les véhicules robotiques en route ou les capteurs sous-marins, offrira dix fois plus d'énergie que les batteries actuelles, a déclaré Visco. L'armée commencera bientôt à tester les batteries lithium-air primaires de PolyPlus pour alléger la charge des soldats, a-t-il ajouté.

La technologie de base pour toutes ses batteries prévues remonte à 2003, lorsque les ingénieurs de l'entreprise ont développé une membrane en céramique qui ne permet qu'aux ions lithium de la traverser mais qui est imperméable à l'eau, à l'air ou à d'autres matériaux. Le fait d'avoir un électrolyte en céramique solide scellé permet à l'entreprise de poursuivre également les chimies lithium-air et lithium-soufre, dit Visco.

Ses premières batteries lithium-eau de mer ne seront pas rechargeables mais auront une densité énergétique de 1 300 à 1 500 watts-heure par kilogramme, plusieurs fois supérieure à ce qu’offrent les batteries d’aujourd’hui, selon l’entreprise. Elles ne seront pas aussi puissantes que les batteries lithium-ion traditionnelles, mais la meilleure densité d'énergie permettra des missions sous-marines beaucoup plus durables pour les capteurs ou les véhicules.

L'entreprise est confrontée à un certain nombre d'obstacles techniques, notamment la durée de vie de ses batteries rechargeables, mais Visco affirme que le seul moyen d'avoir une longueur d'avance est de parier sur une technologie potentiellement perturbatrice et de faire de la fabrication une compétence essentielle.

Pour concurrencer les fabricants de batteries lithium-ion, il faut des milliards de dollars de capital. Il va y avoir des cimetières pleins d'entreprises de batteries enterrées, dit-il.

cacher