Deze startup heeft een veelbelovend nieuw batterijmateriaal ontwikkeld en een nieuwe overlevingsstrategie

Kenan Sahin verdiende $ 1,5 miljard aan zijn eerste bedrijf. Nu gebruikt hij zijn middelen en ervaring om lithium-ion-kathodes vooruit te helpen, elektrische voertuigen aan te drijven en andere batterij-startups te helpen slagen. Door

• James-tempel archiefpagina

14 november 2017

Buck Squibb

Terwijl Kenan Sahin door de laboratoria van Tiax loopt, een ontwikkelingsbedrijf voor energietechnologie langs de technische ringweg van Boston, wijst hij naar een rij kleine moffelovens in een kleine beige kamer. De onderzoekers van het bedrijf gebruiken de ovens om mengsels van metalen te verwarmen, waardoor ze kleine variaties produceren op een nikkelrijk kathoderecept dat volgens Sahin de energiedichtheid, levensduur en prijs van lithium-ionbatterijen zal verbeteren.

Als hij gelijk heeft, zou het een zeldzame echte vooruitgang zijn op het gebied van batterijmaterialen, een die elektrische voertuigen zou kunnen helpen om de mainstream van de consument te bereiken. Het is het resultaat van 15 jaar onderzoek en tientallen miljoenen dollars aan persoonlijke investeringen, een weerspiegeling van Sahins geduldige en weloverwogen benadering van het innovatieproces.

Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van januari 2018

• Zie de rest van het nummer
• Abonneren

Sahin, 75, is vooral bekend door de verkoop van zijn factureringssoftwarebedrijf, Kenan Systems, voor $ 1,5 miljard aan Lucent in 1999, zonder een dollar externe investering te hebben genomen. Sindsdien heeft hij veel van zijn tijd en fortuin besteed aan het stilletjes aan het vooruithelpen van batterijtechnologieën. Startups op het gebied van schone energie).

(Volledige openbaarmaking: na de verkoop aan Lucent heeft Sahin bijgedragen) $ 100 miljoen aan MIT, en hij is een emeritus lid van het leven in het bestuur van de instelling. MIT bezit MIT Technology Review .)

Het bedrijf heeft vanaf het begin kathodematerialen ontwikkeld en dit voorjaar kondigde het aan dat een spin-out, CAMX Power, uit de stealth-modus kwam. Sahin is zelf een kathode-evangelist geworden, met het argument dat het verbeteren van de batterij-elektroden die elektrische voertuigen aandrijven de snelste manier is om de transportsector te transformeren, met de belofte om kosten te besparen en het aantal kilometers te vergroten. Kathodematerialen zijn de sleutel tot de elektrificatie van voertuigen, zegt Sahin, met een licht Turks accent dat is blijven hangen sinds hij op 16-jarige leeftijd voor het eerst in de Verenigde Staten aankwam voor een uitwisselingsprogramma.

Knoopcellen en andere componenten van CAMX's batterijkit.

Maar minstens zo opmerkelijk als elke technologische vooruitgang, is de overlevingsstrategie van het bedrijf. In plaats van het kathodepoeder zelf te maken, sloot CAMX deals met twee van 's werelds grootste chemische fabrikanten, het in het VK gevestigde Johnson Matthey en het Duitse BASF, om het materiaal te produceren en te verkopen aan batterijfabrikanten. Het is een tactiek die is ontworpen om het soort kapitaaluitgaven te vermijden dat veel batterij-wannabes heeft verdoemd, terwijl de startup zich kan concentreren op het nog verder pushen van kathodetechnologieën.

Maar doorbreken in de batterij-industrie is een enorme uitdaging, zelfs als een startup een technologische vooruitgang heeft geboekt. Om nieuwe materialen of componenten op de markt te krijgen, zijn verschuivingen in praktijken en aanzienlijke investeringen vooraf van de kant van leveranciers, fabrikanten en eindklanten vereist. De echte test voor CAMX zal zijn of batterijfabrikanten, autofabrikanten en elektronicabedrijven uiteindelijk genoeg belofte zien om de nieuwe materialen aan het werk te zetten.

Innovatieachterstand

Na het behalen van zijn doctoraat in 1969 aan de Sloan School of Management van het MIT, bracht Sahin jaren door in de academische wereld. Maar in 1982 besloot hij een deel van zijn onderzoek naar expertsystemen en gegevensverwerking te commercialiseren en lanceerde Kenan Systems met een persoonlijke investering van $ 1.000.

Verwant verhaal

Verwant verhaal Nieuwe technologieën voor het opslaan van energie uit wind- en zonneparken zullen de sleutel zijn tot een toekomst met schone energie. Maar het recente faillissement van Aquion Energy toont de marktuitdaging om dat mogelijk te maken.

Het bedrijf bouwde uiteindelijk transactiesystemen voor grote bedrijven in de telecommunicatie en het bankwezen, waarmee het de aandacht trok van Lucent Technologies, de gigant van telecomapparatuur. Hij bracht de volgende jaren door als vice-president softwaretechnologie bij Lucents beroemde onderzoeksafdeling van Bell Labs. Rond deze periode begon hij te geloven dat er een fundamentele breuk was tussen academisch onderzoek en de particuliere industrie, waardoor wat hij heeft beschreven een innovatieachterstand ontstond toen bedrijven R&D-labs ontmantelden en durfkapitalisten meer risicomijdend werden.

Drie jaar na de verkoop richtte hij Tiax op om extra ondersteuning te bieden voor veelbelovende vroege ideeën, waarmee hij het bedrijf een vliegende start gaf door: verwerven de technologiedivisie van het eens zo vooraanstaande adviesbureau Arthur D. Little voor $ 16,5 miljoen. Het stoort me dat zoveel prachtige uitvindingen stagneren, vertelde hij de New York Times na de aankoop.

En sindsdien is het alleen maar erger geworden, zegt hij nu.

Sahin is met name gaan geloven dat een diepe innovatiecrisis in de Verenigde Staten startups op het gebied van schone energie in hun kinderschoenen verstikt. De korte, goedkope weg naar disruptie die voor online bedrijven werkt, faalt routinematig in energie, waar nieuwe bedrijven te maken krijgen met jarenlange ontwikkeling, hoge productiekosten en diepgewortelde spelers (zie Kunnen energiestartups worden gered? ).

Een close-up van een elektrodeopwinder in de faciliteiten van Tiax in Lexington, Massachusetts, waar nieuwe kathodematerialen worden ontwikkeld en getest.

Hij stelt dat startups in de sector zich moeten concentreren op waar startups het beste in zijn - innoveren - en manieren moeten vinden om samen te werken met deze gevestigde bedrijven om vooruitgang om te zetten in producten. Die strategie zou voor een bepaald bedrijf betere kansen op overleving op de lange termijn kunnen bieden, zegt hij, en de omgeving van innovatie nieuw leven inblazen die nodig is om technologieën en markten vooruit te helpen.

Bij CAMX hoopt Sahin deze theorie in praktijk te brengen. De aantrekkingskracht van het gebruik van een groter aandeel nikkel in kathoden van lithium-ionbatterijen is de hoge energiedichtheid van het metaal. Dat betekent dat het veel van de lithiumionen kan opslaan en vrijgeven die uiteindelijk gadgets en auto's aandrijven, en energie leveren gedurende lange perioden tussen oplaadbeurten. Door meer nikkel te gebruiken, is het ook mogelijk om aanzienlijk minder kobalt te gebruiken, wat zeldzaam en duur is.

Maar het meeste werk aan kathodes met een hoog nikkelgehalte, inclusief onderzoek naar dezelfde basismix van lithium, nikkel en oxide die CAMX gebruikt, stuitte consequent op stabiliteitsproblemen die de levensduur van een batterij verkorten. Dat is een duidelijk nadeel bij voertuigen, aangezien niemand een auto van $ 35.000 wil kopen die maar, laten we zeggen, drie jaar meegaat.

Je moet veel beter zijn dan de zittende. Als je 10 procent beter bent, praat niemand met je.

CAMX heeft echter een moleculair geconstrueerde samenstelling ontwikkeld en gepatenteerd die de materialen stabiliseert door kleine hoeveelheden kobalt in cruciale gebieden te plaatsen. Deze vooruitgang komt neer op een nieuwe klasse lithium-ion-kathodes die volgens Sahin goedkopere elektrische voertuigen met een groter bereik mogelijk zouden kunnen maken.

in een beleggerspresentatie vorige maand zei Johnson Matthey dat het CAMX-materiaal een verbetering van de energiedichtheid van maar liefst 25 procent opleverde ten opzichte van de nikkel-mangaan-kobalt-kathodematerialen die tegenwoordig in veel elektrische voertuigen worden gebruikt, en ongeveer 5 procent winst ten opzichte van een geavanceerde chemie die in toekomstige modellen wordt gebruikt . Het bedrijf kondigde aan dat het ongeveer $ 260 miljoen zal investeren om volgend jaar te beginnen met de bouw van de eerste fabriek om de materialen te produceren. BASF heeft nog geen aanvullende details van zijn plannen verstrekt.

Denk zoals Facebook

Ondanks de duidelijke behoefte aan betere energieopslag en de opwinding over nieuwe benaderingen, is de markt tot nu toe brutaal geweest voor startups in deze sector.

De hoge productiekosten, de kracht van de gevestigde spelers, de technische uitdagingen en de langzame acceptatie van nieuwe technologieën hebben een reeks eenmalige lievelingen gedwongen om te draaien, te bezuinigen of faillissement aan te vragen, waaronder A123 Systems, Alevo, Ambri, Aquion Energy, EnerVault, Lightsail Energy en anderen. In het proces is de belangstelling voor durfkapitaal in de sector afgekoeld, omdat investeerders hun focus weer richtten op veiligere, meer voorspelbare, kortere termijn weddenschappen op software, sociale media en online bedrijven (zie Waarom we nog steeds geen betere batterijen hebben).

Een onderzoeker aan het werk in de laboratoria van Tiax.

Toen Sahin het struikelblok van batterijondernemingen en andere groene technologiebedrijven observeerde, kwam hij tot de overtuiging dat makers van energiematerialen een pagina moesten nemen van deze snelgroeiende internetbedrijven. Google, Facebook, Airbnb - dit zijn allemaal meeliftende bedrijven die op internet zitten, zegt hij. Ze hebben het internet niet gebouwd.

Maar op het gebied van materialen is de standaardgedachte: 'Als we het uitvinden, gaan we het maken', voegt hij eraan toe. Ik zei: ‘Nee, nee, nee. We zullen een productiepartner vinden, maar die moeten we maakbaar maken.’

Dat was een uitdaging: een onbekende startup moest batterijreuzen of hun materiaalleveranciers ervan overtuigen dat ze een betere technologie hadden gebouwd. Zijn aanvankelijke smeekbeden aan bedrijven, waaronder Panasonic, 's werelds grootste leverancier van autobatterijen, werden afgewezen. De batterijfabrikanten waren niet bereid om de tijd en het geld te besteden aan het evalueren van de materialen van een ander bedrijf. Toen Sahin er eindelijk een overhaalde om het te proberen, door gebruik te maken van de connecties van een carrière, wisten de ingenieurs van het bedrijf niet hoe ze ze goed moesten testen of wilden ze ze niet.

Een elektrodeopwinder in de laboratoria van Tiax.

Uiteindelijk moest CAMX twee grote, dure stappen nemen om vooruit te komen: het bouwde een proeffabriek van $ 10 miljoen in Rowley, Massachusetts, om te bewijzen dat het materiaal op grote schaal kon worden geproduceerd, en het ontwikkelde een batterijkit die elke potentiële partner zou kunnen gebruiken om kleine cellen te creëren die de prestaties van CAMX's materiaal zouden demonstreren.

Tijdens een interview in Sahins kantoor op de tweede verdieping, vol met plaquettes en platen waarin zijn prestaties in de academische wereld, het bedrijfsleven en de filantropie worden erkend, plaatst hij een kartonnen doos op een ronde tafel in het midden van de kamer.

Hij draagt ​​een blauwe spijkerbroek en leren mocassins in combinatie met een fijn gesneden sportjack en een overhemd met gedetailleerde blauwe stiksels langs de sluiting. Terwijl hij spreekt, tuurt hij over een modieuze bril, met een rand die alleen langs de onderkant loopt.

Sahin opent de doos en begint batterijcomponenten uit hun zwarte schuimcompartimenten te halen: flessen elektrolyt en bindmiddelen, het eigen kathodepoeder van het bedrijf en montage-instructies in verschillende talen.

Hij legt uit dat het bedrijf alleen door zo'n kit te maken de voordelen van zijn kathodemateriaal kon demonstreren. Hierdoor konden potentiële partners de materialen testen en vergelijken zonder enige financiële investering en slechts een beetje van hun eigen tijd. Uiteindelijk waren de verbeteringen significant genoeg om Johnson Matthey en BASF te overtuigen om productieovereenkomsten te sluiten, terwijl CAMX zijn intellectuele eigendom kon behouden en aanvullende overeenkomsten met anderen kon sluiten. (Sahin heeft sterk betoogd dat startups de druk moeten weerstaan ​​om hun IP weg te geven als onderdeel van vroege inkomsten- of financieringsovereenkomsten.)

Er was $ 75 miljoen aan privékapitaal voor nodig en 15 jaar en alles wat ik in de academische wereld heb geleerd, bij Bell Labs, noem maar op - en we zijn erin geslaagd, zegt Sahin. En er zijn tientallen, honderden kleine bedrijven die daar ook willen komen.

Dat is de drijvende motivatie voor wat Sahin beschrijft als de volgende fase in zijn visie voor het bedrijf: een nieuwe divisie die advies- en evaluatiediensten biedt aan startups die werken aan batterijcomponenten, waaronder celscheiders, siliciumanoden of zelfs concurrerende kathodematerialen. De divisie zal ook op maat gemaakte batterijkits maken die deze bedrijven kunnen gebruiken om potentiële partners te helpen hun technologieën te valideren.

'Dus wat ons 10 jaar kostte, kan hen 10 maanden kosten, zegt hij.

Maar het is natuurlijk de vraag of CAMX zelf zal slagen. In feite zal het waarschijnlijk jaren duren voordat de uitvinding van het bedrijf in een consumentenproduct terechtkomt. Zowel batterijfabrikanten als autofabrikanten zullen de materialen grondig en onafhankelijk moeten evalueren, aangezien geen van beiden het zich kan veroorloven om een ​​product op de markt te brengen dat in de echte wereld in de loop van de tijd misschien niet goed of veilig presteert.

De kans op succes voor het opstarten van batterijmateriaal of componenten is erg laag, zelfs als het bedrijf goed gefinancierd is. Het bedrijf moet een vooruitgang aantonen die substantieel, schaalbaar en grotendeels vrij is van compromissen om spelers verder in de toeleveringsketen te overtuigen om massale initiële investeringen in tijd en middelen te doen.

Je moet een stuk beter zijn dan de gevestigde exploitant, zegt Gerbrand Ceder, een professor in materiaalkunde aan de University of California, Berkeley, die toezicht houdt op een onderzoeksgroep in het Lawrence Berkeley National Laboratory die veelbelovende batterijmaterialen onderzoekt. Als je 10 procent beter bent, zal niemand met je praten.

Hij voegt eraan toe dat de bedrijfsstrategie van CAMX weliswaar de risico's van productie vermijdt, maar andere nadelen met zich meebrengt. Met name vertegenwoordigen licentiekosten slechts een fractie van de winst die bedrijven kunnen maken met de verkoop van materialen of afgewerkte batterijen. Ondertussen kan elk bedrijf dat geen waarde opbouwt die verder gaat dan intellectueel eigendom, zich in een risicovolle positie bevinden in een veld dat berucht is om inbreuken, parallelle ontdekkingen en IE-rechtszaken.

Een verstoring van $ 2 biljoen

Sahin van zijn kant heeft vertrouwen in de mogelijkheden van CAMX's materialen en gelooft dat er genoeg zaken zullen zijn. In zijn kantoor haalt hij een paar vellen wit printerpapier tevoorschijn en begint hij cijfers, kolommen en pijlen op te schrijven, terwijl hij vertelt.

Tegen 2035, terwijl het autobezit in landen als China en India toeneemt, zouden fabrikanten jaarlijks 140 miljoen voertuigen kunnen produceren, zegt hij. Ergens tussen de 50 miljoen en 70 miljoen van hen zullen waarschijnlijk elektrisch zijn, aangezien de batterijprijzen blijven dalen en landen als China, Engeland en Duitsland voorbereidingen treffen om verbrandingsmotoren aan banden te leggen.

Als die voertuigen gemiddeld voor $ 30.000 worden verkocht, zou dit aan de bovenkant oplopen tot een industrie van $ 2 biljoen per jaar. En een enorm deel daarvan gaat naar batterijfabrikanten en leveranciers.

Het grootste deel van de elektrische auto-sector wordt gecontroleerd door een handvol grote bedrijven, waaronder batterijgiganten zoals Panasonic, LG Chem en Samsung; chemische conglomeraten zoals Umicore en Nichia; en autofabrikanten zoals Tesla, BYD en de alliantie Renault-Nissan.

Om de komende 18 jaar jaarlijks 70 miljoen auto's te laten groeien, moeten ze elk jaar ongeveer 560 miljard batterijcellen produceren of aanschaffen - en alleen al zeven miljoen ton kathodematerialen. Dat biedt een enorme kans voor elke startup die echte vooruitgang boekt op het gebied van kathoden, anodes of celcomponenten, tenminste als het kan leren om op slimme manieren met deze bedrijven samen te werken, zegt Sahin.

Er gaat een disruptieve industrie van $ 2 biljoen ontstaan', zegt hij. 'Het is aan het gebeuren. En het is recht onder onze neus.

zich verstoppen