17 startups de baterías a punto de ofrecer el avance que necesitan los fabricantes de automóviles para ganar la batalla del coche eléctrico

Alexa St. John,
Los fabricantes de automóviles dependen de la tecnología de las baterías, como la de Solid Power, para aventajar a sus competidores.
Los fabricantes de automóviles dependen de la tecnología de las baterías, como la de Solid Power, para aventajar a sus competidores.

Solid Power

La tecnología de las baterías de los vehículos eléctricos es buena, pero aún tiene margen de mejora.

El estado actual de las baterías de iones de litio para coches estándar ofrece una autonomía de unos 480 kilómetros y velocidades de carga de 24 a 30 kilómetros por minuto. Es mucho mejor que hace unos años, pero para fomentar la adopción generalizada y cumplir los objetivos de emisiones de carbono, aún hace falta más.

"La dificultad real es que actualmente no hay ninguna tecnología que pueda reducir drásticamente los costes de las baterías y permitir la adopción generalizada de los vehículos eléctricos. Las tecnologías existentes son muy interesantes, pero es muy difícil reducir su coste. Hacen falta nuevos materiales antes de conseguir una reducción drástica de los precios de los vehículos eléctricos", explica Charlotte Hamilton, cofundadora y CEO de la empresa Conamix. 

Encontrar un sustituto del cobalto, tóxico y cada vez más difícil de conseguir, es una de las estrategias que más persiguen los fabricantes y sus socios en el sector de las baterías.

"Todos los ojos están puestos en los ánodos de silicio para pasar al siguiente nivel", explicaba Michelle Tokarz, vicepresidenta de asociaciones e innovación de Coretec Group, en una conferencia celebrada en marzo en el Laboratorio Nacional de Argonne, el primer laboratorio nacional de investigación en ciencia e ingeniería de Estados Unidos.

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El uso de silicio en el ánodo de la batería proporciona mayor densidad de energía que el grafito, lo que puede ofrecer más autonomía. Pero la peculiaridad de la física que aumenta su densidad energética también significa que el silicio es propenso a hincharse, lo que provoca grietas, un problema que Coretec y otras startups están intentando resolver.

Los llamados productos químicos de litio de "estado sólido" también son un buen candidato para llegar a los concesionarios más pronto que tarde. Son más ligeros y estables que sus homólogos de electrolito líquido, y utilizan materiales como la cerámica o mezclas complejas de polímeros para lograr una mayor densidad de energía, una carga más rápida y una mayor longevidad.

Por supuesto, la rareza de los yacimientos de litio hace que su coste sea elevado, motivo por el que se busca un material que proporcione la misma estabilidad y sea más fácil de adquirir. Aunque es más experimental, el sodio está en todas partes y su obtención es más respetuosa con el medio ambiente. 

Sin embargo, "actualmente la estabilidad de los ciclos de las baterías de iones de sodio de alto voltaje todavía no es tan buena como la de las baterías de iones de litio de producción más moderna", afirma Jason Zhang, investigador del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico, dependiente del Departamento de Energía de Estados Unidos.

Las siguientes 17 startups trabajan en nuevos diseños de baterías que ofrecen la posibilidad de mejorar el rendimiento y reducir los costes.

Gene Berdichevsky, CEO de Sila Nanotechnologies.
Gene Berdichevsky, CEO de Sila Nanotechnologies.

Sila Nanotechnologies

Sila Nanotechnologies

  • Sede: Alameda, California
  • CEO: Gene Berdichevsky 

La fama de Sila Nanotechnologies en el ámbito de las baterías para vehículos eléctricos es que utiliza un ánodo de silicio en lugar de grafito, que suele ser la base de los ánodos de iones de litio actuales. 

Dirigida por un antiguo empleado de Tesla, esta empresa fundada hace 11 años mejora la densidad energética de la química y el diseño de las baterías actuales y permite a los fabricantes de vehículos eléctricos elegir los materiales adecuados para sus necesidades. También puede utilizarse en los procesos de fabricación de baterías existentes. 

El material de silicio que utiliza Sila se beneficiará con el tiempo de otras innovaciones, como la sustitución del níquel y el cobalto en los cátodos por más hierro y cobre, separadores de cerámica en lugar de polímeros y electrolitos mejorados.

La primera aplicación de la tecnología de Sila fue en las pulseras de fitness Whoop. 

Harrold Rust, CEO de Enovix
Harrold Rust, CEO de Enovix

Enovix

Enovix 

  • Sede: Fremont, California
  • CEO: Harrold Rust

Fundada en 2007, Enovix está desarrollando una batería de iones de litio con ánodos de silicio en 3D. Como muchos otros, Enovix ha aprovechado las ventajas que estos aportan a una batería. Los ánodos de silicio pueden almacenar mucho más litio que el grafito, lo que proporciona a la batería una mayor energía.   

Gran parte del trabajo de Enovix va más allá de la química de la celda en sí. El diseño en 3D tiene ventajas, especialmente relacionadas con la seguridad. 

La empresa está trabajando en la ampliación de sus soluciones, que actualmente están disponibles para gafas, dispositivos portátiles, teléfonos y ordenadores, al espacio de los vehículos eléctricos.

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Batería de Solid Power.
Batería de Solid Power.

Solid power

Solid Power

  • Sede: Louisville, Colorado
  • CEO: Doug Campbell

La empresa emergente Solid Power, fundada hace 11 años, utiliza una fórmula de estado sólido para atraer a los clientes de los fabricantes de automóviles.

La alternativa de Solid Power a las baterías de iones de litio utiliza electrolitos sólidos a base de sulfuro que equilibran la conductividad y la procesabilidad dentro de una celda de batería para vehículos eléctricos.

Solid Power afirma que esto disminuye el volumen del paquete de baterías, reduce su masa, proporciona una mayor autonomía por carga de la batería y reduce el coste.

La empresa salió a bolsa en a través de una SPAC de 1.200 millones de dólares, y ha sido respaldada por los gigantes automovilísticos Ford y BMW.

Jagdeep Singh, fundador de QuantumScape.
Jagdeep Singh, fundador de QuantumScape.

QuantumScape

QuantumScape

  • Sede: San José, California
  • CEO: Jagdeep Singh

El secreto de QuantumScape, respaldada desde hace tiempo por Volkswagen, se basa en la química del litio-metal en estado sólido.

QuantumScape afirma que el uso de un separador de cerámica sólida, que no es inflamable y no se quema, y la construcción de una batería que no requiere un ánodo, lo que reduce el coste, son 2 ventajas principales que hacen que su tecnología mejore las baterías actuales de níquel, manganeso y cobalto y de LFP.  

QuantumScape también afirma que la supresión del ánodo de grafito o silicio aumenta la densidad energética, mientras que la eliminación del litio permite una carga más rápida.  

La empresa salió a bolsa a través de una SPAC en noviembre de 2020.

Siyu Huang, CEO de Factorial Energy.
Siyu Huang, CEO de Factorial Energy.

Factorial Energy

Factorial Energy 

  • Sede: Woburn, Massachusetts
  • CEO: Siyu Huang

Fundada en 2019, Factorial está desarrollando una tecnología de estado sólido que dice que aborda el equilibrio de la densidad de energía y la autonomía, la carga y la seguridad.

La "tecnología de sistema electrolítico" de Factorial aprovecha un material de electrolito sólido en la batería del vehículo eléctrico. Esto proporciona a la celda de la batería un rendimiento más seguro y fiable, especialmente con materiales de cátodo y ánodo de gran capacidad.

La empresa está desarrollando conjuntamente baterías de estado sólido con Hyundai y Kia para la próxima generación de vehículos eléctricos. También tiene acuerdos con Mercedes y Stellantis.

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Proceso de producción de baterías Enevate.
Proceso de producción de baterías Enevate.

Enevate

Enevate 

  • Sede: Irvine, California
  • CEO: Robert Rango

Enevate ha concedido una licencia de tecnología para pilas de iones de litio con ánodo de silicio.

Entre eso, su electrolito de estado sólido y el diseño de la celda, la startup afirma que se empaqueta más energía en una sola celda de batería que utilizando un ánodo de grafito.

Con esta fórmula, la empresa promete una carga ultrarrápida, una temperatura más baja, una mayor seguridad y, en definitiva, un menor coste.

Esta empresa, creada hace 17 años, al igual que Sila, está demostrando su fórmula primero en el espacio de la tecnología de consumo, electrificando los vehículos de 2  ruedas. Cuenta con el respaldo de grandes nombres como la alianza Renault-Nissan-Mitsubishi.

Tesla modificado de Our Next Energy (ONE).
Tesla modificado de Our Next Energy (ONE).

Our Next Energy

Our Next Energy (ONE)

  • Sede: Novi, Michigan
  • CEO: Mujeeb Ijaz

La batería Gemini de doble química de ONE puede hacer que una batería recorra entre 900 y 1.000 km o más con una sola carga.

ONE afirma que su química combinada utiliza una química para el almacenamiento de energía (aprovechando el litio, el manganeso y el oxígeno) y otra para el suministro de energía, utilizando litio, hierro, fósforo, oxígeno y carbono.

Utiliza un 60% menos de grafito y un 20% menos de litio que el estándar del sector. Incorporará esta tecnología en el SUV totalmente eléctrico BMW iX.

ONE también ha desarrollado la Aries, una arquitectura compacta de celda a paquete para una batería LFP de vehículo comercial que utiliza materiales más accesibles. La química de la Aries reduce el riesgo de incidentes térmicos, prescinde del níquel y el cobalto y no se degrada tras la carga al 100% como hacen muchas de las baterías actuales. 

ONE tiene previsto llevarla a la producción a gran escala el año que viene.

Rohit Makharia, presidente de SES.
Rohit Makharia, presidente de SES.

SES

SES

  • Sede: Woburn, Massachusetts
  • CEO: Qichao Hu

SES ha desarrollado una tecnología "híbrida" que combina un ánodo metálico de litio de alta densidad energética, un revestimiento protector del ánodo, un electrolito líquido propio y la inteligencia artificial.

Su batería de metal de litio Apollo todavía está limitada por las restricciones de tamaño, dado que es el tamaño que normalmente se necesita para los iPhones, pero la empresa está trabajando en las pruebas y en su ampliación hasta el tamaño necesario para alimentar un vehículo eléctrico.

Fundada en 2012 como spin-off del Instituto Tecnológico de Massachusetts, SES ha contado con el respaldo de fabricantes de automóviles como GM y Hyundai y salió a bolsa a través de una SPAC.

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Baterías Amprius.
Baterías Amprius.

Amprius

Amprius

  • Sede: Fremont, California
  • CEO: Kang Sun

Fundada en 2008, Amprius fabrica un ánodo de nanohilos de silicio para baterías de iones de litio.

Todo en nombre de una mayor densidad energética, una carga más rápida y un ciclo de vida más largo.

La empresa saldrá a bolsa a través de una SPAC este año.

Sanjiv Malhotra, CEO de Sparkz.
Sanjiv Malhotra, CEO de Sparkz.

Sparkz

Sparkz

  • Sede: Livermore, California
  • CEO: Sanjiv Malhotra

El objetivo de Sparkz es fabricar baterías de iones de litio sin cobalto de alta densidad energética en Estados Unidos.

Fundada en 2019, el primer producto de Sparkz pretende eliminar el cobalto, tradicionalmente utilizado en el cátodo de una batería de litio. Sparkz afirma que su tecnología ofrece el doble de densidad energética que las actuales baterías sin cobalto que se están desarrollando en China.

El hecho de no utilizar cobalto también reducirá el coste de producción de las baterías, reducirá el uso de prácticas mineras problemáticas para los materiales y, en última instancia, ayudará a reducir la dependencia de la industria de una cadena de suministro global.

Sparkz también está desarrollando baterías de estado sólido sin cobalto.

Faradion 

  • Sede: Sheffield, Reino Unido
  • CEO: James Quinn

Faradion ha desarrollado una química de iones de sodio no acuosa que, según dice, ofrece "prestaciones de iones de litio a precios de plomo".

Las celdas de iones de sodio pueden sustituir a las baterías de plomo en medios de transporte de bajo coste, como las motos eléctricas, en aplicaciones de almacenamiento estacionario y en sistemas de energía de reserva. La tecnología podría aplicarse a los vehículos eléctricos híbridos suaves.

Faradion se fundó en 2011 y su objetivo es mejorar el coste, la seguridad y el rendimiento.

A principios de este año, fue adquirida por Reliance New Energy Solar, una filial de una gran empresa del sector privado de la India.

Charlotte Hamilton, CEO de Conamix.
Charlotte Hamilton, CEO de Conamix.

Conamix

Conamix

  • Sede: Ithaca, Nueva York
  • CEO: Charlotte Hamilton

La tecnología de baterías de Conamix utiliza azufre para fabricar el cátodo, o el electrodo positivo en la reacción de iones de litio. 

Aunque hasta ahora ha sido una química difícil de probar, la empresa, de 8 años de antigüedad, afirma que el azufre es el "material de cátodo de menor coste y mayor energía viable de la tabla periódica"

El uso de un cátodo de azufre para las baterías de iones de litio elimina la necesidad de níquel y cobalto. El azufre es abundante, puede obtenerse en el país y es relativamente barato.

La empresa está trabajando en el cumplimiento de los objetivos técnicos requeridos para las aplicaciones de automoción, lo que podría reducir drásticamente los costes y permitir la adopción generalizada de los vehículos eléctricos.  

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NanoGraf 

  • Sede: Chicago, Illinois
  • CEO: Francis Wang

NanoGraf afirma que su tecnología de ánodos de silicio podría hacer que los vehículos eléctricos duren un 28% más con una sola carga que las baterías actuales.

Lo que hace especialmente inusual a esta empresa de 10 años es que utiliza un "proceso de química húmeda" que, según dice, es mucho menos costoso y se adapta fácilmente a los equipos de fabricación de baterías existentes.

Esta tecnología puede integrarse en las celdas de iones de litio que son populares para las bicicletas eléctricas y que se utilizan en los Tesla Model S y X.

El resultado es la celda de mayor densidad energética disponible hasta la fecha, afirma NanoGraf.

BrightVolt 

  • Sede: Redmond, Washington
  • CEO: Todd Peters

BrightVolt, fundada en 1998, desarrolla baterías de iones de litio de estado sólido basadas en electrolitos de polímero.

La empresa afirma que sus celdas solo requieren 2 componentes, en lugar de 3, lo que facilita su fabricación, y que su polímero actúa como pegamento para ayudar a mantener sus baterías delgadas y flexibles.

Hasta ahora, ha atraído la inversión de Caterpillar Ventures, la parte de capital riesgo de la empresa de maquinaria de construcción. 

Prologium 

  • Sede: Taoyüan, Taiwán
  • CEO: Vincent Yang

La tecnología de baterías cerámicas de litio de estado sólido de Prologium está pensada para almacenar más energía y utilizarse en diversos dispositivos a distintas temperaturas.

Hasta la fecha ha recaudado 873 millones de dólares, incluida la inversión del prometedor fabricante vietnamita de vehículos eléctricos VinFast.

La empresa anunció a principios de este año un acuerdo para desarrollar celdas con Mercedes, que podrían introducirse en los vehículos de prueba del fabricante de automóviles en los próximos años.

Fábrica de Group14 Technologies.
Fábrica de Group14 Technologies.

Group14 Technologies

Group14

  • Sede: Woodinville, WA
  • CEO: Rick Luebbe

La empresa emergente Group14, con sede en Washington, también fabrica un material compuesto de silicio para sustituir al grafito. Pero lo que hace que esta empresa destaque es su énfasis en la cadena de suministro nacional.

El temor a no disponer de suficiente material para las baterías de los vehículos eléctricos en EEUU ha dominado las conversaciones de los fabricantes de automóviles, especialmente este año, cuando la producción de los vehículos ha aumentado. Por ello, Group14 ha abierto una planta de fabricación comercial en Woodinville, cerca de Seattle.

El polvo de silicio-carbono de Group14 ofrece un mayor rendimiento que las baterías de iones de litio tradicionales y es compatible con las químicas de las baterías de litio y de estado sólido.

A principios de este año recaudó 400 millones de dólares en una ronda liderada por Porsche

Coretec Group

  1. Sede: Ann Arbor, Michigan
  2. CEO: Matthew Kappers

Coretec trabaja específicamente en nuevos nanomateriales de silicio para colocarlos en el ánodo de las baterías de iones de litio.

Coretec, que ya es un actor en la fabricación de películas finas y nanohilos de silicio, basado en el ciclohexasilano, su compuesto de silicio líquido utilizado como insumo en aplicaciones de fabricación de silicio, lleva apenas un año en su proyecto de baterías Endurion.

La empresa busca un socio que le ayude a fabricar ánodos.  

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