Nueva batería es 90% más económica que una de ión-litio

Nueva batería es 90% más económica que una de ión-litio
Hideaki Horie, fundador de la compañía APB Corp. basada en Tokio y Takao Ando, presidente y CEO de Sanyo Chemical.

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Tokio, Japón. 24 julio, 2020. Las baterías de iones de litio desempeñan un papel fundamental en el mundo de la tecnología, ya que alimentan desde teléfonos inteligentes hasta automóviles inteligentes, y una de las personas que ayudó a comercializarlas dice que tiene una forma de reducir los costos de producción masiva en un 90% y mejorar significativamente su seguridad.

Hideaki Horie, trabajó en Nissan Motor Co., y en 2018 fundó la empresa APB Corp. con sede en Tokio para fabricar “baterías totalmente de polímero”, de ahí el nombre de la empresa. A principios de este año, la empresa recibió el apoyo de un grupo de empresas japonesas que incluyen al contratista general Obayashi Corp., al fabricante de equipos industriales Yokogawa Electric Corp. y al fabricante de fibra de carbono Teijin Ltd.

“Hoy en dia el problema de hacer baterías de litio es que se fabrican como dispositivos de semiconductores”, dijo Horie. “Nuestro objetivo es fabricarlas con un proceso más parecido a la producción de acero”.

La fabricación de una celda, la unidad básica de cada batería, es un proceso complicado que requiere condiciones de sala limpia, con compuertas para controlar la humedad, filtración constante del aire y una precisión rigurosa para evitar la contaminación de materiales altamente reactivos.

La configuración puede ser tan costosa que un puñado de empresas importantes como LG Chem Ltd. de Corea del Sur, CATL de China y Panasonic Corp. de Japón gastan miles de millones de dólares para construir una fábrica adecuada.

La innovación de Horie es reemplazar los componentes básicos de la batería – electrodos revestidos de metal y electrolitos líquidos – con una construcción de resina. Dice que este enfoque simplifica y acelera dramáticamente la fabricación, haciéndolo tan fácil como “untar mantequilla en pan tostado”. Permite que las hojas de la batería de 10 metros de largo se puedan apilar una encima de la otra “como los cojines de los asientos” para aumentar la capacidad, dijo. Es importante destacar que las baterías de resina también son resistentes al fuego cuando se perforan.

En marzo, APB recaudó 8.000 millones de yenes (US$ 74 millones), una cantidad ínfima para los estándares de la industria en general, pero que será suficiente para equipar completamente una fábrica para la producción masiva que se iniciará el próximo año. Horie estima que los fondos harán que su planta en el centro de Japón tenga una capacidad de 1 gigawatt-hora para 2023.

Las baterías de iones de litio han recorrido un largo camino desde que se comercializaron por primera vez hace casi tres décadas. Duran más, tienen más potencia y cuestan un 85% menos que hace 10 años, y son el caballo de batalla silencioso que impulsa el crecimiento de los teléfonos inteligentes y las tablets con chips cada vez más potentes. Pero la seguridad sigue siendo un problema ya que las baterías han sido la causa de incendios; desde los autos de Tesla Inc. hasta los jets Dreamliner de Boeing Co. y los smartphones de Samsung Electronics Co.

“Sólo desde el punto de vista de la física, la batería de iones de litio es el mejor calefactor que la humanidad ha creado”, dijo Horie.

En una batería tradicional, un pinchazo puede crear una sobrecarga de cientos de amperes, varias veces la corriente eléctrica que llega a una casa promedio. Las temperaturas pueden entonces dispararse hasta 700 grados centígrados. La batería de APB evita tales condiciones cataclísmicas utilizando el llamado diseño bipolar, eliminando los actuales cuellos de botella de energía y permitiendo que toda la superficie de la batería absorba las sobretensiones.

“Debido a los muchos incidentes, la seguridad ha sido la prioridad en la industria”, dijo Mitalee Gupta, analista senior de almacenamiento de energía en Wood Mackenzie. “Esto podría ser un gran avance tanto para el almacenamiento como para las aplicaciones en los vehículos eléctricos, siempre que la empresa sea capaz de ampliar su escala con bastante rapidez”.

Pero la tecnología no está exenta de defectos. Los polímeros no son tan conductores como el metal y esto podría impactar significativamente en la capacidad de carga de la batería, según Menahem Anderman, presidente de Total Battery Consulting Inc. con sede en California. Una desventaja del diseño bipolar es que las celdas están conectadas en serie, lo que dificulta su control individual, dijo Anderman. También cuestionó si el ahorro de costos será suficiente para competir con los actuales lideres de la industria.

“El capital no está matando el costo de una batería de iones de litio”, dijo Anderman. “El ion-litio con electrolito líquido seguirá siendo la aplicación principal por otros 15 años o más. No es perfecto y no es barato, pero más allá del ion-litio hay un ion-litio mejorado”.

Horie reconoce que APB no puede competir con los gigantes de la industria que ya se benefician de las economías de escala después de invertir miles de millones. En lugar de centrarse en el “océano rojo” del sector automovilístico, APB se centrará primero en las baterías fijas utilizadas en edificios, oficinas y centrales eléctricas.

Ese mercado llegará a un valor de US$ 100.000 millones para 2025 en todo el mundo, aumentado su tamaño más de cinco veces del que tenia el año pasado, según estimaciones de Wood Mackenzie. Sólo los Estados Unidos, que junto con China serán la principal fuente de aumento de la demanda de almacenamiento de energía, es probable que vea un aumento de 10 veces a US$ 7.000 millones en el período.

Horie, de 63 años, comenzó con las baterías de iones de litio en sus inicios. En febrero de 1990, al principio de su carrera en Nissan, comenzó su incipiente investigación sobre vehículos eléctricos e híbridos. Unas semanas más tarde, Sony Corp. sorprendió a la industria, apostando por la tecnología níquel-hidruro, anunciando planes para comercializar una alternativa a las baterías de iones de litio. Horie dice que vio inmediatamente la promesa y presionó para que las dos compañías combinaran sus esfuerzos de investigación ese mismo año.

Sin embargo, en el año 2000, Nissan abandonó su negocio de baterías, tras haber sido rescatada por Renault SA. Horie tenía una oportunidad de convencer a su nuevo jefe Carlos Ghosn de que los vehículos eléctricos valían el esfuerzo. Después de una presentación de 28 minutos, un Ghosn visiblemente emocionado proclamó que el trabajo de Horie era una inversión importante y dio luz verde al proyecto. Así el Nissan Leaf se convertiría en el vehículo eléctrico más vendido durante una década.

A Horie se le ocurrió la idea de la batería de polímeros mientras estaba en Nissan, pero no pudo conseguir el apoyo institucional para hacerla realidad. En 2012, mientras enseñaba en la Universidad de Tokio, se le acercó la empresa Sanyo Chemical Industries Ltd., conocida por sus materiales superabsorbentes utilizados en los pañales. Juntos, los dos desarrollaron la primera batería del mundo usando un polímero de gel conductor. En 2018, Horie fundó APB y Sanyo Chemical se convirtió en uno de sus primeros inversionistas.

APB ya ha conseguido su primer cliente, una gran empresa japonesa cuyo nicho y productos de alto valor agregado se venden principalmente en el extranjero, dijo Horie. Se negó a dar más detalles y dijo que APB tiene planificado hacer el anuncio en agosto.

“Esta será la prueba de que nuestras baterías pueden ser producidas masivamente”, dijo Horie. “Los fabricantes de baterías se han convertido en ensambladores. Estamos poniendo a la química nuevamente como el actor principal”.

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