Abordarei a tecnologia de baterias de estado sólido, que é potencialmente transformadora para a indústria de veículos elétricos, para revelar como uma pequena empresa do Reino Unido está na vanguarda.
Ilika, a empresa em questão, também parece ter resolvido muitos dos problemas que dificultavam o maior fabricante mundial de automóveis e baterias. Mas este pioneiro, listado na AIM, não parece ter recebido o reconhecimento que merece.
Antes de começarmos, é uma boa ideia entender o que é uma fonte de alimentação de estado sólido e como ela difere das unidades de íons de lítio encontradas em veículos elétricos e também dentro de seu smartphone ou laptop.
Farei isto através da perspectiva dos desafios enfrentados pela indústria automóvel, no entanto, como veremos mais tarde, as oportunidades não se limitam a este sector, como Ilika está a provar através da sua colaboração com o grupo norte-americano de tecnologia médica Cirtec, que é apoiado pela 3i.
Por que os fluidos são os inimigos
OK, aqui está o problema com as tradicionais baterias recarregáveis de íons de lítio. Tem uma fraqueza fundamental: o seu eletrólito líquido, o meio químico que transporta cargas elétricas entre os eletrodos, é inflamável.
As baterias de estado sólido substituem esses fluidos por materiais sólidos, eliminando o risco de incêndio e proporcionando uma série de outros benefícios.
A principal vantagem é que podem armazenar significativamente mais energia no mesmo espaço físico, o que significa que os veículos elétricos equipados com eles podem viajar mais longe com uma única carga.
Ilika parece ter resolvido muitos dos problemas que atrapalhavam a maior montadora do mundo
As baterias também carregam mais rápido, degradam-se mais lentamente ao longo do tempo e apresentam melhor desempenho em temperaturas extremas, respondendo a quatro das reclamações mais comuns sobre veículos movidos a bateria.
O desafio é produzi-lo em larga escala e sem defeitos, um problema que persegue os engenheiros há décadas.
Lian Yubo, cientista-chefe da BYD, o maior fabricante mundial de veículos eléctricos, examinou recentemente alguns dos obstáculos existentes e afirmou que o estado sólido está numa “fase crítica de avanço” e não é comercialmente viável.
Falando num seminário sobre política automotiva na China, Lian afirmou que a transição da produção de linha piloto para a implantação de veículos em larga escala ainda enfrenta desafios em termos de complexidade de engenharia, controle de custos e rendimento de produção.
Toyota, Samsung, QuantumScape e uma série de startups bem financiadas estão todas correndo para resolver este problema, investindo bilhões de dólares nesse esforço.
Como Ilika decifrou o código
Os pesquisadores da Ilika superaram isso selecionando cuidadosamente materiais que mantêm as reações químicas estáveis e permitem que os íons se movam livremente através das interfaces sólido-sólido dentro das células.
O CEO Graeme Purdy disse à Proactive que o protótipo carregou em velocidades competitivas e durou um grande número de ciclos de carga sem degradação significativa.
Ilika também evitou um dos modos de falha mais teimosos neste campo: a formação de dendritos, minúsculos filamentos metálicos que podem crescer dentro de uma bateria ao longo do tempo, eventualmente rompendo barreiras internas e causando um curto-circuito ou incêndio. Ao usar um ânodo à base de silício em vez de um ânodo de metal de lítio, a empresa afirma ter encontrado um material com muito menos probabilidade de desenvolver esses filamentos prejudiciais.
Pequeno é lindo…por enquanto
É aqui que a história de Ilika se torna interessante. A empresa fez um pequeno esforço para fornecer uma prova comercial de conceito com sua pequena bateria Stereax, projetada para dispositivos médicos implantáveis, wearables e oftalmológicos, mantendo os olhos no maior prêmio EV.
A empresa enviou seu primeiro pedido de eletrodos para a Cirtec e possui um contrato de licenciamento de 10 anos que cobre o fornecimento de eletrodos e royalties sobre vendas.
O corretor municipal Cavendish vê um potencial significativo nesta área, que o mercado acredita que provavelmente estará subvalorizada.
Coletivamente, disse ele, os dispositivos médicos implantáveis ativos e os dispositivos vestíveis representam um mercado final multibilionário para baterias Stereax, com a Cirtec trazendo acreditação médica e escala de produção para atender às crescentes expectativas dos clientes no futuro.
A bateria Goliath de formato maior da Ilika é voltada especificamente para o mercado de veículos elétricos, que a empresa vê como uma oportunidade comercial maior e mais longa. Se a produção comercial for plenamente alcançada, a empresa acredita que poderá ajudar a reduzir o preço dos veículos elétricos, expandir a sua autonomia e produzir baterias que durem mais e sejam mais fáceis de reciclar.
Além dos automóveis, Ilika vê oportunidades nos setores da eletrónica de consumo e da defesa, onde o apelo das baterias que não são inflamáveis e que produzem mais energia por quilograma é evidente.
Golias se move
A empresa disse que a escolha dos materiais e da arquitetura da bateria para o protótipo Goliath 10Ah foi deliberadamente adaptada a esse mercado-alvo. A empresa tem acordos de avaliação com 27 fabricantes de veículos e fornecedores automotivos de primeira linha, os grandes fabricantes de componentes que ficam logo abaixo das marcas de automóveis na cadeia de abastecimento.
Ilika também está trabalhando com a Agratas, o negócio de baterias do conglomerado indiano Tata Group, como parceira no programa de industrialização SiSTEM, que se concentra na fabricação de células tipo bolsa de grande formato, como a Goliath.
A Agratas, que pretende fornecer baterias à Tata Motors e à Jaguar Land Rover, está a construir a maior gigafábrica do Reino Unido, uma fábrica de 40 gigawatts-hora em Bridgwater, Somerset, perto da sede da Ilika, o que torna a colaboração um ajuste natural.
Um dos principais diferenciais é que as fábricas gigantes que produzem baterias tradicionais de iões de lítio podem ser adaptadas para lidar com a produção de estado sólido sem, como diz Purdy, “muito drama e reinvestimento”, o que reduz significativamente a barreira à entrada. Concorrentes como a QuantumScape são forçados a empreender o desenvolvimento greenfield, o que requer enormes quantidades de capital.
Cavendish acredita que a Ilika está perto de provar que sua bateria de estado sólido Goliath funciona conforme planejado, com um protótipo de célula de 10 amperes-hora definida para formar a base do produto mínimo da Ilika, marcando um passo significativo em direção à comercialização total.
A janela da licença é aberta
Purdy reconheceu que, com 27 acordos de avaliação em vigor, o interesse na tecnologia é inquestionável. No entanto, tornar o Golias um veículo de produção levará tempo. O prêmio de curto prazo é um acordo de licenciamento, e ele espera que esse acordo se concretize dentro de 18 meses. “Essa é a orientação que damos aos investidores”, disse ele. ‘A janela de licenciamento está aberta.’
Reservas de caixa de £ 6,9 milhões, mais créditos fiscais de pesquisa e desenvolvimento, proporcionam uma pista até meados de 2027, espaço financeiro suficiente para concluir o negócio.
Purdy também destacou que o atual protótipo automotivo da Ilika, que utiliza células de 10 amperes-hora, já está próximo das necessidades das aplicações de defesa, tornando a tecnologia existente imediatamente relevante sem maior desenvolvimento. A empresa recebeu feedback positivo das agências de defesa do Reino Unido e recebeu interesse comercial significativo de desenvolvedores de equipamentos.
Há também aqui um argumento sobre a cadeia de abastecimento, e isto está a tornar-se cada vez mais premente entre os governos dos países ocidentais. A China domina atualmente a produção global de baterias e os planeadores da defesa estão cada vez mais desconfortáveis com essa dependência. As baterias de estado sólido produzidas internamente eliminam completamente essa vulnerabilidade, e a Ilika, observa Purdy, é a única empresa que comercializa atualmente tecnologia de baterias de estado sólido no Reino Unido.
Quebra de relacionamento
Aplicam-se os avisos habituais. Esta análise reflete diretrizes de gestão e informações publicamente disponíveis. Os programas de tecnologia de baterias raramente progridem sem contratempos, embora a implementação da Ilika até à data tenha mantido a disciplina e os marcos de desenvolvimento.
A maior incerteza é o timing comercial. Os ciclos de qualificação do setor automotivo são longos, os lucros ainda estão a anos de distância e a paciência dos investidores para histórias tecnológicas profundas é ilimitada.
Mas esta desconexão é impressionante. Aqui está uma empresa que tem um caminho credível para um produto mínimo viável, um interesse crescente por parte dos clientes do sector da defesa, 27 acordos de avaliação com fabricantes de veículos e fornecedores de primeira linha, e um argumento da cadeia de abastecimento que se torna mais politicamente convincente a cada mês.
Isto deixa uma questão premente: durante quanto tempo é que uma empresa pode alcançar avanços reais na tecnologia médica, automóvel, defesa e eletrónica de consumo sem se aperceber disso?
Como afirma Purdy: ‘A Ilika é a única empresa comercial de baterias de estado sólido no Reino Unido e, na verdade, também algumas na Europa. Temos uma proposta de investimento única nesse sentido”.
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