Le batterie al silicio della Amprius stanno cominciando a fare la loro apparizione nei dispositivi elettronici.
di Kevin Bullis
Amprius, una startup che sta lavorando a un nuovo tipo di batterie agli ioni di litio più durature per laptop e vetture elettriche, ha cominciato a vendere le proprie batterie per installarle nei dispositivi elettronici.
L’azienda ha recentemente raccolto $30 milioni in venture capital per sviluppare la sua prossima generazione di batterie, che utilizza elettrodi in silicio ad alta efficienza. L’azienda sostiene che le batterie immagazzineranno intorno al 50 percento in più rispetto alle batterie attualmente in uso nelle vetture elettriche.
Il finanziamento è una rara, buona notizia per le startup di batterie agli ioni di litio (vedi “Difficoltà economiche per la A123”, “A123’s Technology Just Wasn’t Good Enough” e “La triste storia della rivoluzionaria batteria che non funziona”).
L’azienda, fondata nel 2008, ha raccolto finora $61 milioni.
Gli elettrodi in silicio possono immagazzinare più litio di quelli convenzionali in grafite, ma tendono a gonfiarsi e restringersi quando la batteria viene caricata e scaricata, provocando seri danni alla batteria. Il fondatore della Amprius, Yi Cui, un professore di scienze e ingegneria dei materiali di Stanford, ha mostrato come evitare questo problema realizzando dei nanofili in silicio che non crollano (vedi “Doubling Lithium-Ion Battery Storage“).
Questo materiale, però, si è rivelato difficile da inserire nel mercato perché necessita di sistemi di produzione personalizzati. Per il suo primo prodotto, quindi, Amprius ha sviluppato un altro tipo di nanoparticella più resistente, con un nucleo di silicio circondato da uno strato di carbonio. Questo materiale immagazzina meno energia rispetto ai nanofili in silicio, ma può essere utilizzato nelle fabbriche esistenti.
Kang Sun, CEO di Amprius, sostiene che l’azienda ha già realizzato centinaia di migliaia di batterie con questa tecnologia, principalmente per clienti asiatici. Le batterie sarebbero utilizzate nei dispositivi elettronici portatili realizzati da alcuni produttori cinesi. Possono immagazzinare 650 watt-ora per litro o 280 watt-ora per chilogrammo (una misura preferita dalle case automobilistiche, che si preoccupano più del peso che del volume), e questo da loro un leggero, ma importante vantaggio sui competitori. Le convenzionali batterie ad alta efficienza per dispositivi elettronici immagazzinano solitamente tra i 400 e i 620 kilowatt-ora per litro; le celle nelle vetture elettriche immagazzinano tra i 200 e i 240 watt-ora per chilogrammo.
Le prestazioni della versione che utilizza nanofili in silicio sono ancora più impressionanti. I prototipi delle celle immagazzinano 750 watt-ora per litro e 350 watt-ora per chilogrammo.
La dimostrazione che le batterie possono essere ricaricate un numero di volte sufficiente per durare quanto la vita utile di un dispositivo elettronico o di una vettura elettrica sarà importante. Stando a Sun, le batterie attuali possono essere ricaricate oltre 500 volte e mantenere l’ottanta percento della capacità originaria – quanto basta per i dispositivi portatili, ma non per le vetture elettriche. La prossima generazione di batterie, dice, dovrebbe arrivare a durare tra i 700 e i 1,000 cicli. Questo valore potrebbe bastare per alcune vetture elettriche – quelle con batterie tanto grandi da non necessitare di una ricarica giornaliera. (Una vettura con un’autonomia di 300 miglia, ad esempio, potrebbe durare un’intera settimana per un conducente tipo. Persino contando i viaggi di villeggiatura, una batteria con 1,000 cicli di resistenza potrebbe durare 10 anni.)
Altri produttori hanno tentato di portare le batterie al silicio sul mercato, senza però riscuotere un particolare successo. Nel 2009, ad esempio, Panasonic era apparsa nelle copertine delle riviste specializzate dopo aver annunciato una nuova batteria agli ioni di litio con un elettrodo in silicio capace di immagazzinare ancora più energia di quanta la Amprius speri di ottenere dalle sue batterie ai nanofili in silicio (vedi “Tesla to Use High-Energy Batteries from Panasonic“).
Ora, a diversi anni di distanza, la batteria non è ancora entrata in commercio, come conseguenza di problemi tecnici che continuano ad affliggerla.
