Gracias a la arquitectura 3D de celdas con ánodo de silicio patentada por Enovix reduce los materiales auxiliares del empaquetamiento, aumentando la densidad de energía y la vida útil de las baterías.
La empresa estadounidense Enovix, con sede en Silicon Valley, se ha asegurado una inversión de 45 millones de dólares para arrancar la producción e iniciar la comercialización de la batería de iones de litio con ánodo de silicio impresa en 3D que ha desarrollado. Los nuevos inversores estratégicos entre los que se incluyen TJ Rodgers y York Capital se unen a empresas tecnológicas tan destacadas como Intel. La empresa está trabajando con los principales fabricantes de automóviles para escalar el tamaño de las baterías e implementarlas en sus coches eléctricos.
Enovix ha desarrollado una batería de iones de litio que incorpora un ánodo de silicio 100% activo utilizando una arquitectura de celda en 3D patentada. A diferencia de la estructura enrollada horizontalmente de una celda de iones de litio convencional, la arquitectura 3D permite reducir el acero inoxidable necesario para aplicar presión al empaquetamiento y mantener la conexión de las partículas de silicio. El resultado es un aumento significativo en la densidad de energía y de la vida útil de las baterías.
Figura 1. La arquitectura de celda 3D patentada por Enovix apila verticalmente los ánodos, los cátodos y los separadores de silicio de alta capacidad en una estructura plana. Fuente: Enovix.
Además de la nueva estructura de las celdas, Enovix ha trabajado sobre el proceso de empaquetamiento. El procedimiento estándar de producción de baterías de iones de litio se reemplaza por un método de devanado de electrodos realizado con herramientas de diseño láser patentadas, lo que permite incrementa la velocidad del apilamiento de las celdas y aumenta la capacidad de la línea de producción en un 30%. La mayor parte de los fondos se emplearán en completar la instalación de producción de baterías de alto volumen que Enovix tiene en Fremont, California, en el que aproximadamente el 75% de los equipos y procesos son idénticos a los que se emplean en la fabricación estándar de baterías de iones de litio en formato bolsa.
La compañía está respaldada por acuerdos estratégicos con Intel, Qualcomm y Cypress además de 200 millones de dólares en fondos de riesgo estratégicos. Ha logrado que se le otorguen ya más de 70 patentes relacionadas con la tecnología que desarrolla y tiene más de 40 solicitudes pendientes de aprobación.
Según explica Harrold Rust, cofundador y CEO de Enovix, hace algo más de un año, la consecución de sus nuevas celdas con una densidad de energía de hasta 900 Wh/l y una vida útil de más de 500 ciclos de carga y descarga, atrajo a sus primeros clientes.
“Una visita a nuestro centro de producción, en la que pudieron ver nuestro patrón de láser de electrodo patentado y la alta velocidad de apilado de celdas, fue suficiente para generar ingresos y asegurar fondos adicionales”, asegura Harrold Rust.
Una vez que Enovix concluya los trabajos de su línea de montaje a finales de 2020, la instalación arrancará la producción de baterías pequeñas destinadas a la electrónica de consumo. Según la compañía se alcanzarán los ocho millones de unidades al año, a medida que aumenta la producción entre 2021 y 2022.
Figura 2. Proceso de producción de baterías de litio con ánodo de silicio patentado por Enovix. Fuente: Enovix
De la electrónica portátil a los coches eléctricos
Enovix ha firmado acuerdos de suministro con cuatro compañías de electrónica portátil por un valor de 250 millones de dólares para desarrollar y producir baterías de iones de litio con ánodo de silicio para sus dispositivos. Ahora está trabajando con los principales fabricantes de automóviles para desarrollar su tecnología y escalarla para poder ser empelada en vehículos eléctricos.
Los procesos de I+D inicial indican que estas celdas pueden lograr una densidad de energía gravimétrica superior a los 340 Wh/kg con un coste de producción similar o inferior al de las baterías actuales de iones de litio. Enovix espera abastecer el mercado de vehículos eléctricos dentro de cinco años.
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