Dieses Startup hat ein vielversprechendes neues Batteriematerial entwickelt – und eine neuartige Überlebensstrategie

Kenan Sahin verdiente mit seinem ersten Unternehmen 1,5 Milliarden Dollar. Jetzt nutzt er seine Ressourcen und Erfahrung, um Lithium-Ionen-Kathoden voranzutreiben, Elektrofahrzeuge anzutreiben und anderen Batterie-Startups zum Erfolg zu verhelfen. Durch

• James Tempel Archivseite

14. November 2017

Buck Squibb

Als Kenan Sahin durch die Labors von Tiax geht, einem Energietechnologie-Entwicklungsunternehmen, das sich an Bostons Tech Beltway befindet, zeigt er auf eine Reihe kleiner Muffelöfen in einem kleinen beigefarbenen Raum. Die Forscher des Unternehmens verwenden die Öfen, um Metallmischungen zu erhitzen und leichte Variationen einer nickelreichen Kathodenrezeptur herzustellen, von der Sahin glaubt, dass sie die Energiedichte, die Lebensdauer und den Preis von Lithium-Ionen-Batterien verbessern wird.

Wenn er recht hat, wäre dies ein seltener echter Fortschritt bei Batteriematerialien, der dazu beitragen könnte, Elektrofahrzeuge in den Mainstream der Verbraucher zu bringen. Es ist das Ergebnis von 15 Jahren Forschung und persönlichen Investitionen in Höhe von mehreren zehn Millionen Dollar, was Sahins geduldige und bewusste Herangehensweise an den Innovationsprozess widerspiegelt.

Diese Geschichte war Teil unserer Ausgabe vom Januar 2018

• Siehe den Rest des Problems
• Abonnieren

Sahin, 75, ist vor allem dafür bekannt, dass er 1999 sein Abrechnungssoftwareunternehmen Kenan Systems für 1,5 Milliarden US-Dollar an Lucent verkaufte, ohne einen Dollar an Fremdinvestitionen erhalten zu haben. Seitdem hat er einen Großteil seiner Zeit und seines Vermögens damit verbracht, im Stillen daran zu arbeiten, Batterietechnologien voranzutreiben, und Tiax im Jahr 2002 auf den Markt gebracht, um vielversprechende Fortschritte zu erzielen und zu fördern, bevor er sie einem Markt übergab, der Green-Tech-Startups brutalisiert (siehe Why Bad Things Happen to). Clean-Energy-Startups ).

(Vollständige Offenlegung: Nach dem Verkauf an Lucent trug Sahin bei 100 Millionen Dollar am MIT, und er ist emeritiertes Mitglied auf Lebenszeit im Vorstand der Institution. MIT besitzt MIT Technology Review .)

Das Unternehmen hat von Anfang an Kathodenmaterialien entwickelt und in diesem Frühjahr angekündigt, dass ein Spinout, CAMX Power, aus dem Stealth-Modus hervorgeht. Sahin selbst ist ein Kathoden-Evangelist geworden und argumentiert, dass die Verbesserung der Batterieelektroden, die Elektrofahrzeuge antreiben, der schnellste Weg ist, den Transportsektor zu verändern, und verspricht, Kosten zu senken und die Reichweite zu erhöhen. Kathodenmaterialien sind der Schlüssel zur Elektrifizierung von Fahrzeugen, sagt Sahin mit einem leichten türkischen Akzent, der noch vorhanden ist, seit er im Alter von 16 Jahren im Rahmen eines Austauschprogramms in die USA kam.

Knopfzellen und andere Komponenten des Batteriekits von CAMX.

Aber mindestens so bemerkenswert wie jeder technologische Fortschritt ist die Marktüberlebensstrategie des Unternehmens. Anstatt das Kathodenpulver selbst herzustellen, hat CAMX Verträge mit zwei der weltweit größten Chemiehersteller, dem britischen Unternehmen Johnson Matthey und der deutschen BASF, abgeschlossen, um das Material herzustellen und an Batteriehersteller zu verkaufen. Es ist eine Taktik, die darauf abzielt, die Art von Kapitalausgaben zu vermeiden, die viele Möchtegern-Batterien zum Scheitern verurteilt haben, während sich das Startup darauf konzentrieren kann, die Kathodentechnologien noch weiter voranzutreiben.

Aber in der Batterieindustrie Fuß zu fassen, ist eine große Herausforderung, selbst wenn ein Start-up einen technologischen Vorsprung erreicht hat. Um neue Materialien oder Komponenten auf den Markt zu bringen, müssen sich die Praktiken ändern und erhebliche Vorabinvestitionen seitens der Lieferanten, Hersteller und Endkunden getätigt werden. Der eigentliche Test für CAMX wird sein, ob Batteriehersteller, Autohersteller und Elektronikunternehmen letztendlich genug Versprechen sehen, um die neuartigen Materialien zum Einsatz zu bringen.

Innovationsstau

Nach seiner Promotion 1969 an der Sloan School of Management des MIT verbrachte Sahin Jahre in der Wissenschaft. Aber 1982 beschloss er, einen Teil seiner Forschung in den Bereichen Expertensysteme und Datenverarbeitung zu kommerzialisieren und gründete Kenan Systems mit einer persönlichen Investition von 1.000 US-Dollar.

Verwandte Geschichte

Verwandte Geschichte Neue Technologien zur Speicherung von Strom aus Wind- und Solarparks werden der Schlüssel zu einer sauberen Energiezukunft sein. Aber die jüngste Insolvenz von Aquion Energy zeigt die Marktherausforderung, dies zu erreichen.

Das Unternehmen baute schließlich Transaktionssysteme für große Telekommunikations- und Bankunternehmen und erregte damit die Aufmerksamkeit von Lucent Technologies, dem Telekommunikationsausrüstungsgiganten. Die nächsten Jahre verbrachte er als Vizepräsident für Softwaretechnologie in Lucents berühmter Bell Labs-Forschungsabteilung. Etwa zu dieser Zeit kam er zu der Überzeugung, dass es einen grundlegenden Zusammenbruch zwischen akademischer Forschung und Privatindustrie gab, was zu einem Innovationsstau führte, den er als Innovationsstau bezeichnete, als Unternehmen Forschungs- und Entwicklungslabors abbauten und Risikokapitalgeber risikoscheuer wurden.

Drei Jahre nach dem Verkauf gründete er Tiax, um vielversprechenden frühen Ideen zusätzliche Unterstützung zu bieten und dem Unternehmen Starthilfe zu geben erwerben die Technologieabteilung des einst prominenten Beratungsunternehmens Arthur D. Little für 16,5 Millionen US-Dollar. Es stört mich, dass so viele wunderbare Erfindungen stagnieren, sagte er dem New York Times nach dem Kauf.

Und seitdem sei es nur noch schlimmer geworden, sagt er heute.

Insbesondere ist Sahin zu der Überzeugung gelangt, dass eine tiefe Innovationskrise in den Vereinigten Staaten Start-ups im Bereich saubere Energie in den Kinderschuhen erstickt. Der kurze, billige Weg zur Disruption, der für Online-Unternehmen funktioniert, scheitert routinemäßig an der Energie, wo neue Unternehmen mit jahrelanger Entwicklung, hohen Herstellungskosten und tief verwurzelten Akteuren konfrontiert sind (siehe Können Energie-Startups gerettet werden? ).

Eine Nahaufnahme eines Elektrodenwicklers in den Einrichtungen von Tiax in Lexington, Massachusetts, wo neuartige Kathodenmaterialien entwickelt und getestet werden.

Er argumentiert, dass Startups in der Branche sich auf das konzentrieren sollten, was Startups am besten können – Innovation – und gleichzeitig Wege finden sollten, mit diesen etablierten Unternehmen zusammenzuarbeiten, um Fortschritte in Produkte umzuwandeln. Diese Strategie könnte jedem Unternehmen bessere Chancen auf langfristiges Überleben bieten, sagt er, und das Innovationsumfeld wiederbeleben, das notwendig ist, um Technologien und Märkte voranzutreiben.

Bei CAMX hofft Sahin, diese Theorie in die Tat umzusetzen. Der Reiz eines höheren Nickelanteils in Kathoden von Lithium-Ionen-Batterien liegt in der hohen Energiedichte des Metalls. Das bedeutet, dass es viele der Lithium-Ionen speichern und freisetzen kann, die letztendlich Geräte und Autos antreiben, und Energie über lange Zeiträume zwischen den Ladevorgängen liefern. Durch die Verwendung von mehr Nickel kann auch deutlich weniger Kobalt verwendet werden, das selten und teuer ist.

Aber die meisten bisherigen Arbeiten an Kathoden mit hohem Nickelgehalt, einschließlich der Forschung an der gleichen Grundmischung aus Lithium, Nickel und Oxid, die CAMX verwendet, sind immer wieder auf Stabilitätsprobleme gestoßen, die die Lebensdauer einer Batterie verkürzen. Das ist ein offensichtlicher Nachteil bei Fahrzeugen, da niemand ein 35.000-Dollar-Auto kaufen möchte, das nur, sagen wir, drei Jahre hält.

Sie müssen viel besser sein als der Amtsinhaber. Wenn Sie 10 Prozent besser sind, wird niemand mit Ihnen sprechen.

CAMX hat jedoch eine molekulartechnische Zusammensetzung entwickelt und patentiert, die die Materialien stabilisiert, indem kleine Mengen Kobalt in entscheidende Bereiche eingebracht werden. Dieser Fortschritt läuft auf eine neue Klasse von Lithium-Ionen-Kathoden hinaus, die laut Sahin billigere Elektrofahrzeuge mit größerer Reichweite ermöglichen könnten.

In einem (n Investorenpräsentation Letzten Monat sagte Johnson Matthey, dass das CAMX-Material eine 25-prozentige Verbesserung der Energiedichte gegenüber den Nickel-Mangan-Kobalt-Kathodenmaterialien liefert, die heute in vielen Elektrofahrzeugen verwendet werden, und eine Steigerung von etwa 5 Prozent gegenüber einer fortschrittlichen Chemie, die in kommende Modelle einfließt . Das Unternehmen kündigte an, dass es im nächsten Jahr rund 260 Millionen US-Dollar investieren werde, um mit dem Bau der ersten Anlage zur Herstellung der Materialien zu beginnen. Weitere Details zu den Plänen hat BASF noch nicht bekannt gegeben.

Denken Sie wie Facebook

Trotz des offensichtlichen Bedarfs an besseren Energiespeichern und der Aufregung um neue Ansätze war der Markt für Startups in diesem Sektor bisher brutal.

Die hohen Herstellungskosten, die Stärke der etablierten Akteure, technische Herausforderungen und die langsame Einführung neuer Technologien haben eine Reihe von einstigen Lieblingen gezwungen, umzuschwenken, sich zurückzuziehen oder Insolvenz anzumelden, darunter A123 Systems, Alevo, Ambri, Aquion Energy, EnerVault, Lightsail Energy und andere. Dabei hat sich das Risikokapitalinteresse in der Branche abgekühlt, da die Investoren ihren Fokus wieder auf sicherere, vorhersehbarere, kurzfristigere Wetten auf Software-, Social-Media- und Online-Unternehmen gerichtet haben (siehe Warum wir immer noch keine besseren Batterien haben ).

Ein Forscher bei der Arbeit in Tiax’ Labors.

Als Sahin die Stolperfallen von Batterieunternehmen und anderen Green-Tech-Firmen beobachtete, kam er zu der Überzeugung, dass Hersteller von Energiematerialien sich von diesen schnell wachsenden Internetunternehmen abheben müssten. Google, Facebook, Airbnb – das sind alles Huckepack-Unternehmen, die im Internet sitzen, sagt er. Sie haben das Internet nicht gebaut.

Aber im Materialbereich ist der Standardgedanke: „Wenn wir es erfinden, werden wir es schaffen“, fügt er hinzu. Ich sagte: ‚Nein, nein, nein. Wir werden einen Produktionspartner finden, aber wir müssen es machbar machen.“

Das stellte eine Herausforderung dar: Ein unbekanntes Startup musste Batteriegiganten oder deren Materiallieferanten davon überzeugen, dass es eine bessere Technologie gebaut hatte. Seine anfänglichen Bitten an Unternehmen wie Panasonic, den weltweit führenden Autobatterielieferanten, wurden zurückgewiesen. Die Batteriehersteller waren nicht bereit, die Zeit und das Geld aufzuwenden, um die Materialien eines anderen Unternehmens zu bewerten. Als Sahin einen schließlich dazu überredete, es zu versuchen, indem er die Verbindungen einer Karriere nutzte, wussten die Ingenieure des Unternehmens nicht, wie sie sie richtig testen sollten – oder wollten sie nicht.

Ein Elektrodenwickler in den Laboren von Tiax.

Letztendlich musste CAMX zwei große, teure Schritte unternehmen, um voranzukommen: Es baute eine 10-Millionen-Dollar-Pilotfabrik in Rowley, Massachusetts, um zu beweisen, dass das Material in großem Maßstab produziert werden kann, und es entwickelte ein Batterie-Kit, das jeder potenzielle Partner verwenden konnte um kleine Zellen zu schaffen, die die Leistung des CAMX-Materials demonstrieren würden.

Während eines Interviews in Sahins Büro im zweiten Stock, das mit Plaketten und Schildern gefüllt ist, die seine Leistungen in Wissenschaft, Wirtschaft und Philanthropie anerkennen, stellt er einen Karton auf einen runden Tisch in der Mitte des Raums.

Er trägt blaue Jeans und Ledermokassins, dazu eine fein geschnittene Sportjacke und ein Hemd mit detaillierten blauen Nähten an der Knopfleiste. Während er spricht, blickt er über eine modische Brille, deren Rand nur unten verläuft.

Sahin öffnet die Schachtel und beginnt, Batteriekomponenten aus ihren schwarzen Schaumstofffächern zu ziehen: Flaschen mit Elektrolyten und Bindemitteln, das firmeneigene Kathodenpulver und Montageanleitungen in verschiedenen Sprachen.

Er erklärt, dass das Unternehmen erst durch die Erstellung eines solchen Kits die Vorteile seines Kathodenmaterials demonstrieren konnte. Potentielle Partner konnten so die Materialien ohne finanziellen Aufwand und mit nur geringem Zeitaufwand testen und vergleichen. Letztendlich waren die Verbesserungen signifikant genug, um Johnson Matthey und BASF davon zu überzeugen, Herstellungsabkommen abzuschließen, während es CAMX ermöglichte, sein geistiges Eigentum zu behalten und zusätzliche Geschäfte mit anderen abzuschließen. (Sahin hat stark argumentiert dass Startups dem Druck widerstehen müssen, ihr geistiges Eigentum im Rahmen von frühen Einnahmen- oder Finanzierungsgeschäften abzugeben.)

Es erforderte 75 Millionen Dollar an Privatkapital und 15 Jahre und alles, was ich in der Wissenschaft gelernt habe, bei Bell Labs, wie Sie es nennen – und wir haben es einfach geschafft, sagt Sahin. Und es gibt Dutzende, Hunderte von kleinen Unternehmen da draußen, die auch dorthin wollen.

Das ist die treibende Motivation für das, was Sahin als die nächste Stufe in seiner Vision für das Unternehmen beschreibt: eine neue Abteilung, die Beratungs- und Bewertungsdienste für Start-ups anbietet, die an Batteriekomponenten arbeiten, darunter Zellseparatoren, Siliziumanoden oder sogar konkurrierende Kathodenmaterialien. Die Division wird auch kundenspezifische Batteriekits vorbereiten, die diese Unternehmen verwenden können, um potenziellen Partnern bei der Validierung ihrer Technologien zu helfen.

„Damit das, was uns 10 Jahre gekostet hat, sie 10 Monate brauchen kann“, sagt er.

Aber ob CAMX selbst Erfolg haben wird, bleibt natürlich abzuwarten. Tatsächlich wird es wahrscheinlich Jahre dauern, bis die Erfindung des Unternehmens in einem Verbraucherprodukt landet. Sowohl Batteriehersteller als auch Autohersteller müssen die Materialien gründlich und unabhängig bewerten, da es sich keiner leisten kann, ein Produkt auf den Markt zu bringen, das im Laufe der Zeit in der realen Welt möglicherweise nicht gut oder sicher funktioniert.

Die Erfolgsaussichten für den Start von Batteriematerialien oder Komponenten sind sehr gering, selbst wenn das Unternehmen gut finanziert ist. Das Unternehmen muss einen beachtlichen, skalierbaren und weitgehend kompromißfreien Fortschritt nachweisen, um Akteure weiter entlang der Lieferkette davon zu überzeugen, massive Vorabinvestitionen in Zeit und Ressourcen zu tätigen.

Sie müssen viel besser sein als der Amtsinhaber, sagt Gerbrand Ceder, Professor für Materialwissenschaften an der University of California, Berkeley, der eine Forschungsgruppe leitet, die am Lawrence Berkeley National Laboratory angesiedelt ist und vielversprechende Batteriematerialien erforscht. Wenn Sie 10 Prozent besser sind, wird niemand mit Ihnen sprechen.

Er fügt hinzu, dass die Geschäftsstrategie von CAMX zwar die mit der Herstellung verbundenen Risiken vermeidet, aber auch andere Nachteile mit sich bringt. Insbesondere machen Lizenzgebühren nur einen Bruchteil der Gewinne aus, die Unternehmen mit dem Verkauf von Materialien oder fertigen Batterien erzielen können. In der Zwischenzeit könnte sich jede Firma, die keinen Wert über geistiges Eigentum hinaus schafft, in einer riskanten Position in einem Bereich wiederfinden, der für Verletzungen, parallele Entdeckungen und IP-Klagen berüchtigt ist.

Eine 2-Billionen-Dollar-Störung

Sahin seinerseits ist von den Fähigkeiten der Materialien von CAMX überzeugt und glaubt, dass es viele Geschäfte zu machen gibt. In seinem Büro holt er ein paar Blätter weißes Druckerpapier heraus und beginnt, Zahlen, Säulen und Pfeile aufzuschreiben, während er erzählt.

Bis 2035, wenn der Autobesitz in Ländern wie China und Indien anschwillt, könnten die Hersteller jährlich 140 Millionen Fahrzeuge auf den Markt bringen, sagt er. Irgendwo zwischen 50 und 70 Millionen davon werden wahrscheinlich elektrisch sein, da die Batteriepreise weiter fallen und Nationen wie China, England und Deutschland sich darauf vorbereiten, Verbrennungsmotoren einzuschränken.

Wenn diese Fahrzeuge im Durchschnitt für 30.000 US-Dollar verkauft würden, würde dies im oberen Preissegment zu einer jährlichen Industrie von 2 Billionen US-Dollar führen. Und ein enormer Teil davon wird an Batteriehersteller und -lieferanten gehen.

Der größte Teil des Elektroautosektors wird von einer Handvoll großer Unternehmen kontrolliert, darunter Batteriegiganten wie Panasonic, LG Chem und Samsung; Chemiekonzerne wie Umicore und Nichia; und Fahrzeughersteller wie Tesla, BYD und die Renault-Nissan-Allianz.

Um in den nächsten 18 Jahren jährlich auf 70 Millionen Autos hochzufahren, müssen sie jedes Jahr etwa 560 Milliarden Batteriezellen produzieren oder beschaffen – und allein bis zu sieben Millionen Tonnen Kathodenmaterialien. Das stellt eine enorme Chance für jedes Startup dar, das echte Fortschritte bei Kathoden, Anoden oder Zellkomponenten macht, zumindest wenn es lernen kann, auf intelligente Weise mit diesen Unternehmen zusammenzuarbeiten, sagt Sahin.

Eine disruptive Industrie im Wert von 2 Billionen Dollar wird entstehen“, sagt er. 'Es passiert. Und das direkt vor unserer Nase.

verbergen