Suomijos startuolis „Donut Lab“ meta iššūkį industrijos skepticizmui, paskelbęs naujus nepriklausomų bandymų duomenis, rodančius, kad jų kietojo kūno baterija neįprastai gerai veikia esant itin aukštai temperatūrai.
Šie rezultatai pasirodė po kritikos bangos iš baterijų technologijų ekspertų ir konkurentų, kurie abejojo ankstesniais „Donut Lab“ teiginiais apie proveržinį našumą ir pasirengimą masinei gamybai.
Bendrovė, teigianti, kad jos elementai gali būti įkrauti per kelias minutes ir pasižymi dideliu energijos tankiu, sulaukė kaltinimų iš konkurentų, esą ši technologija gali būti perdėta ar netgi laikytina „apgaule“.
Dabar „Donut Lab“ skelbia naujus nepriklausomus Suomijos techninių tyrimų centro „VTT Technical Research Centre of Finland“ rezultatus, patvirtinančius, kad baterija gali atlaikyti ekstremalią kaitrą ir išlaikyti aukštą veikimo lygį.
Aukštos temperatūros veikimo patvirtinimas
Bandymuose buvo tiriama, kaip „Donut“ baterija veikia esant temperatūroms, kurios gerokai viršija įprastų ličio jonų elementų toleruojamas ribas.
Standartinės ličio jonų baterijos paprastai ima prarasti našumą ir kelti saugumo riziką, kai temperatūra viršija 60–70 °C (140–158 °F). Esant aukštesnei temperatūrai, jos greičiau degraduoja ir gali patekti į pavojingą terminio išsibalansavimo (thermal runaway) būseną.
„Tradicinės ličio jonų baterijos yra labai jautrios kaitrai, o jų didžiausia darbinė temperatūra paprastai siekia apie 60–70 °C. Aukšta temperatūra didina baterijų elementų pažeidimo riziką ir trumpina jų tarnavimo laiką. Be to, karštis spartina reakcijas elemento viduje ir, blogiausiu atveju, gerokai padidina terminio išsibalansavimo riziką“, – aiškinama bandymų metu.
Bendrovės atstovai taip pat pateikė kontekstą apie „Donut“ baterijos konstrukciją.
„‘Donut’ baterijos atveju pradinė situacija jau iš esmės skiriasi, nes ji neturi degių skystųjų elektrolitų, todėl didžiausia darbinė temperatūra gali būti aukštesnė“, – aiškina „Donut Lab“ technikos direktorius (CTO) Ville Piippo.
Bandymuose inžinieriai vertino baterijos veikimą esant 80 °C (176 °F) ir 100 °C (212 °F) temperatūrai. Elementas buvo padėtas ant aliuminio profilio, o ant viršaus pritvirtinta plieninė plokštė lengvam slėgiui sudaryti ir karštoms zonoms sumažinti. Tuomet etapas po etapo buvo matuojama faktinė talpa.
Esant 176 °F, baterija atidavė apie 110 % vardinės talpos. Jos naudingumo koeficientas buvo geresnis nei kambario temperatūroje. Dėl mažesnio vidinio pasipriešinimo aukštesnėje temperatūroje sumažėjo įtampos kritimas iškrovimo metu. Po bandymo elementas vizualiai neparodė jokių pakitimų.
Esant 212 °F, baterija panaudojo apie 107 % savo talpos. Ji vėl buvo įkrauta iki 4,15 voltų, išlaikydama tokią pačią talpą kaip ir kambario temperatūroje. Nors esant tokiai kaitrai paketinis (pouch) korpusas prarado vakuumą, aktyviosios medžiagos išliko visiškai funkcionalios.
Nepriklausomi bandymai – atsakas į skepticizmą
„Donut Lab“ paskelbė šiuos rezultatus tęsiantis pramonei būdingai kritikai iš rinkos lyderių ir baterijų analitikų. Kai kurie konkurentai viešai kvestionavo ankstesnius bendrovės teiginius apie itin greitą įkrovimą ir pasirengimą pramoninei gamybai.
Startuolis sureagavo užsakydamas nepriklausomą technologijos vertinimą ir viešai skelbdamas bandymų duomenis. Aukštos temperatūros bandymai yra šios platesnės pastangos dalis.
„Baterijos visa talpa buvo išnaudota su puikiais rezultatais tiek esant 80, tiek 100 °C temperatūrai. 80 °C temperatūroje ją buvo galima iškrauti 1C srove, o 100 °C – 0,5C srove, nepadidėjant pačios baterijos temperatūrai“, – nurodoma bandymų ataskaitoje.
Piippo pateikė daugiau detalių apie veikimą:
„Baterijos savybės nepakito net esant 100 °C, ji normaliai veikė pakartotinai įkrovus, o tai rodo įtikinamą ‘Donut’ baterijos našumą net ekstremaliai karštomis sąlygomis. Tai patvirtina, kad baterija yra išskirtinė ne tik savo našumu, bet ir saugumu“, – teigia Piippo.
JAV automobilių gamintojams ir energijos kaupimo sistemų kūrėjams atsparumas karščiui yra itin svarbus. Baterijos, galinčios patikimai veikti aukštoje temperatūroje, leistų sumažinti aušinimo sistemų apkrovą ir padidinti saugumo ribas karšto klimato regionuose, tokiuose kaip Arizona, Teksasas ar Nevada.
Ar „Donut Lab“ technologija išliks tokia pat patikima ir efektyvi pritaikius ją masinei gamybai, kol kas lieka atviras klausimas. Vis dėlto akivaizdu, kad bendrovė pakeitė savo taktiką – užuot rėmusis vien drąsiais pažadais, dabar ji savo teiginius grindžia nepriklausomų trečiųjų šalių bandymų duomenimis.
