Factorial Energy apre la più grande fabbrica di batterie allo stato solido in America

Se pensi a un produttore statunitense di batterie a stato solido, QuantumScape è probabilmente la prima azienda che ti viene in mente. Ma Factorial Energy ha anche perseguito il sogno delle batterie a stato solido. Questa settimana ha annunciato l’apertura della sua prima fabbrica di batterie su scala commerciale nel Massachusetts, appena a sud del confine con il New Hampshire.

Factorial Energy ha investito molto nelle batterie a stato solido e nella ricerca chimica negli ultimi 6 anni per creare la sua tecnologia brevettata Factorial Electrolyte System, che afferma essere pratica, orientata al cliente e indipendente dagli elettrodi. Il risultato è la prima cella batteria allo stato solido su scala commerciale e dal profilo prestazionale bilanciato.

Il sistema FEST è stato sviluppato in collaborazione con alcune delle più grandi aziende automobilistiche e produttori di celle di batterie del mondo. Mantiene le promesse di prestazioni a stato solido senza i difetti fatali riscontrati nelle iterazioni della tecnologia fino ad oggi. La tecnologia debutterà nel mercato delle specifiche elevate come banco di prova per le sue prestazioni e producibilità.

In un comunicato stampa, il CEO di Factorial Energy, Siyu Huang, ha dichiarato: “Siamo entusiasti di aprire il nostro impianto di batterie di prossima generazione in Massachusetts mentre ridimensioniamo le nostre batterie per la produzione di massa. Questa struttura ci consentirà di produrre celle per soddisfare le esigenze dei nostri partner automobilistici e portare avanti la nostra missione di commercializzare batterie allo stato solido. In quanto azienda statunitense, siamo anche orgogliosi di contribuire all’onshoring della produzione di batterie per veicoli elettrici e al progresso dell’innovazione delle batterie per una catena di fornitura differenziata”.

La fabbrica di Metheun si trova vicino al centro di ricerca e sviluppo dell’azienda e rappresenta un investimento di 50 milioni di dollari che si prevede creerà oltre 150 posti di lavoro locali. Il nuovo stabilimento avrà una capacità annua fino a 200 MWh, che lo renderà la più grande catena di assemblaggio di batterie allo stato solido negli Stati Uniti.

“Factorial continua a far avanzare l’industria delle batterie e questo traguardo non fa eccezione”, ha affermato Joe Taylor, presidente esecutivo di Factorial che in precedenza è stato a capo di Panasonic Corporation of North America. “La domanda delle case automobilistiche per batterie di fabbricazione americana è elevata per produrre veicoli elettrici o ibridi che possono beneficiare di incentivi. La nostra struttura produrrà batterie allo stato solido di dimensioni automobilistiche alla velocità e al volume di pre-produzione, illuminando un percorso chiaro verso la produzione di massa e raggiungendo economie di scala”.

Le batterie quasi allo stato solido FEST brevettate da Factorial sono progettate per una maggiore densità di energia e sicurezza rispetto alle batterie agli ioni di litio. Man mano che Factorial Energy aumenta la produzione di batterie a stato solido, l’azienda continuerà il suo impegno nel promuovere la sostenibilità e sviluppare tecnologie per alimentare la rivoluzione dei veicoli elettrici.

Sviluppo e test di batterie a stato solido

In un post sul blog del maggio 2023, Factorial Energy espone le sfide inerenti allo sviluppo di nuove tecnologie per le batterie. Si afferma che i produttori di apparecchiature originali devono seguire una chiara road map commerciale quando introducono nuove tecnologie nel mercato automobilistico. Si tratta di un processo lungo e rigoroso progettato per garantire che i clienti possano fare affidamento sulle prestazioni di ogni componente dei loro veicoli, comprese le batterie per veicoli elettrici.

Innanzitutto, i team di ricerca e sviluppo testano la scienza alla base di una nuova idea. Nello sviluppo delle batterie, questi team utilizzano spesso minuscole celle a bottone in condizioni di laboratorio per testare la prova del concetto. Questi test spesso dimostrano che la tecnologia proposta è poco pratica o non vantaggiosa, quindi pochissimi procedono alla fase successiva. La batteria FEST di Factorial è una delle poche che ha dimostrato sia la prova del concetto che i vantaggi significativi rispetto alle tecnologie esistenti.

Ciò che funziona in laboratorio non sempre funziona nel mondo reale. Ecco perché i produttori creano diverse batterie per intento produttivo utilizzando un determinato formato e capacità di cella, quindi le testano in laboratorio e in situazioni reali per verificarne la sicurezza, le prestazioni e la funzionalità. Le tecnologie cellulari che superano i test di convalida A passano quindi alla fase di sviluppo successiva o vengono modificate per incorporare le lezioni apprese durante i test. Le batterie revisionate vengono quindi sottoposte nuovamente al processo di convalida A-Sample dall’inizio.

Nei test B-Sample, le batterie prototipo vengono testate a livello di cella e modulo per ottimizzarne la progettazione e verificarne le prestazioni in pacchi e veicoli. I produttori e il partner delle batterie possono concordare di congelare la progettazione fisica e la chimica delle batterie e quindi passare alla fase successiva di sviluppo.

Una volta definiti il ​​design e i materiali delle celle, i produttori di batterie iniziano il processo di ridimensionamento della produzione per sviluppare un processo stabile con risultati costanti di alta qualità. Il superamento della convalida dei campioni C e D certifica che le batterie possono essere prodotte con volumi e qualità di produzione affidabili.

Una volta completati i test di livello C e D, la linea di produzione delle batterie deve dimostrare di poter funzionare alla velocità di funzionamento prevista con un processo finalizzato e un piano di controllo qualità in atto. Queste sono le cellule che alla fine finiscono in un prodotto di consumo come un veicolo elettrico.

Ogni fase del processo di test e sviluppo può richiedere diversi anni affinché la batteria soddisfi i rigorosi standard di settore, le linee guida e i regolamenti delle autorità, tra cui la Commissione elettrotecnica internazionale e le Nazioni Unite. Durante il processo di sviluppo, le aziende sono limitate alla produzione su piccola scala e devono stabilire una nuova catena di fornitura e infrastrutture di produzione. Questi requisiti e sfide hanno rallentato lo sviluppo delle batterie a stato solido, ma con la giusta tecnologia, le giuste politiche e le giuste partnership, non è necessario che ciò avvenga, afferma l’azienda.

Il pezzo del puzzle relativo alle politiche pubbliche

Factorial Energy afferma di essere entusiasta di vedere i governi nazionali e internazionali adottare politiche che stanziano finanziamenti per le tecnologie emergenti delle batterie per veicoli elettrici. L’Inflation Reduction Act degli Stati Uniti fornisce prestiti e sovvenzioni ai produttori di batterie per veicoli elettrici negli Stati Uniti. Anche le nuove normative EPA sulle emissioni e le iniziative Battery Passport e Green Deal proposte dalla Commissione Europea incoraggiano l’adozione dei veicoli elettrici.

“Poiché le start-up delle aziende produttrici di batterie non possono farlo da sole, riteniamo che il futuro della tecnologia delle batterie dipenderà soprattutto dalla collaborazione di successo lungo tutta la catena di fornitura tra OEM, produttori automobilistici e sviluppatori di tecnologia. Ad esempio, Hyundai Motor Co., Stellantis e Mercedes Benz hanno investito nella nostra piattaforma FEST. Queste partnership raccolgono non solo investimenti ma un supporto inestimabile aprendo al contempo l’accesso alle loro catene di approvvigionamento mentre lavoriamo per convalidare la nostra tecnologia a livello di cella e di modulo”, afferma l’azienda.

“Il numero crescente di investimenti nella tecnologia dei veicoli elettrici da parte degli OEM costituisce la base affinché gli sviluppatori e i produttori di batterie allo stato solido possano superare le attuali sfide di scalabilità ed efficienza dei costi. Ciò consentirà loro di trarre vantaggio dal mercato in crescita esponenziale delle batterie per veicoli elettrici. Con un valore di 56,4 miliardi di dollari nel 2022, si prevede che questo mercato raggiungerà i 134,6 miliardi di dollari entro il 2027: un vantaggio per gli OEM che potrebbero contribuire a fornire soluzioni a stato solido superiori.

“La commercializzazione delle batterie allo stato solido richiede innovazione, collaborazione e perseveranza. Siamo ansiosi di realizzare il potenziale di batterie allo stato solido affidabili, potenti e convenienti per trasformare potenzialmente il settore dei veicoli elettrici. Grazie ai continui investimenti e all’innovazione a fianco dei nostri partner automobilistici di alto livello, riteniamo che le future batterie allo stato solido daranno il via a una nuova norma di trasporto pulito, sostenibile ed elettrificato. Presto ricaricare l’auto prima di andare a letto sarà una pratica comune quanto ricaricare il telefono oggi”.

L’asporto

Si prevede che le batterie allo stato solido saranno più potenti, più leggere, più economiche e più stabili, ma ci sono molte aziende in tutto il mondo che stanno portando avanti questa nuova tecnologia. Oltre a Factorial, QuantumScape e Solid Power stanno perseguendo il sogno negli Stati Uniti. Toyota afferma di essere sulla scia della tecnologia delle batterie a stato solido, ed è lecito ritenere che lo siano anche tutti i principali produttori di batterie al mondo.

Uno dei fattori motivanti è trovare nuovi modi di produrre batterie che non implichi l’acquisto di materiali e componenti per batterie da aziende cinesi. Sebbene le batterie provenienti dalla Cina siano di gran lunga le meno costose, la catena di approvvigionamento potrebbe subire interruzioni significative in caso di conflitti commerciali o militari. Se ciò accade, il prezzo passerà in secondo piano rispetto alla disponibilità.

Le consegne di batterie da Factorial Energy richiederanno probabilmente diversi anni. Nella corsa allo sviluppo delle batterie allo stato solido, oggi è impossibile sapere chi saranno i vincitori domani.