Οι δοκιμές λένε ότι η μπαταρία στερεάς κατάστασης του Donut Lab μπορεί να διαχειριστεί (ακραία) θερμότητα.

Όπως και η πρώτη δοκιμή, έτσι και αυτή διεξήχθη από το κρατικό κέντρο τεχνικής έρευνας της Φινλανδίας VTT. Η ομάδα ξεκίνησε να προσδιορίσει πόσο καλά θα αντέξουν τα κύτταρα του Donut Lab σε υπερβολική ζέστη, η οποία είναι γνωστό ότι επηρεάζει αρνητικά τις παραδοσιακές μπαταρίες ιόντων λιθίου. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η μπαταρία στερεάς κατάστασης της φινλανδικής startup όχι μόνο μπορεί να εκφορτίσει ενέργεια υπό συνθήκες έως και 100 βαθμούς Κελσίου (212 βαθμούς Φαρενάιτ), αλλά ότι στην πραγματικότητα κερδίζει χωρητικότητα.

Η ομάδα δοκίμασε την μπαταρία στερεάς κατάστασης 3,6V/26Ah σε τρεις διαφορετικές θερμοκρασίες: 20°C για μια γραμμή βάσης σε θερμοκρασία δωματίου. «Υψηλή θερμοκρασία» στους 80°C. και «ακραία ζέστη» στους 100 βαθμούς Κελσίου. Για να διασφαλίσει ότι η μπαταρία λειτουργούσε σωστά κατά τη διάρκεια της δοκιμής, το VTT άσκησε φυσική πίεση σε αυτήν χρησιμοποιώντας μια χαλύβδινη πλάκα και την τοποθέτησε στην ψύκτρα μέσα σε ένα θάλαμο ελεγχόμενης θερμοκρασίας.

Σε θερμοκρασία δωματίου, η κυψέλη απέδωσε 24,9 αμπέρ, που ήταν το σημείο αναφοράς για άλλες δοκιμές. Στους 80°C, η απόδοση βελτιώθηκε πραγματικά, παρέχοντας 27,5 αμπέρ, ή περίπου το 110,5 τοις εκατό της χωρητικότητάς του σε θερμοκρασία δωματίου. Στους 100°C, η κυψέλη απέδωσε 27,6 αμπέρ, ή το 107,1 τοις εκατό της απόδοσης της σε θερμοκρασία δωματίου. Ενώ η μπαταρία ήταν ακόμα λειτουργική και μπορούσε να επαναφορτιστεί στη συνέχεια, η φυσική τσάντα έχασε τη σφράγισή της υπό κενό, πιθανότατα λόγω υπερβολικής ζέστης.

Το VTT βρήκε ότι το κύτταρο στερεάς κατάστασης έχει ήδη γίνει περισσότερο Αποτελεσματικό σε υψηλότερες θερμοκρασίες, εξοικονομώντας περισσότερη ενέργεια από ότι σε θερμοκρασία δωματίου. Ακόμη και σε θερμοκρασία άνω των 100°C (μια θερμοκρασία που θα ήταν πολύ επικίνδυνη για πολλές τυπικές μπαταρίες), η κυψέλη συνέχισε να παρέχει ισχύ και μπορούσε να επαναφορτιστεί.

Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης, που συχνά αναφέρονται ως το «ιερό δισκοπότηρο» των μπαταριών, διέφευγαν από τους ερευνητές εδώ και δεκαετίες. Οι περισσότερες εταιρείες ηλεκτρικών οχημάτων χρησιμοποιούν «υγρές» μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι οποίες χρησιμοποιούν υγρούς ηλεκτρολύτες για την κίνηση της ισχύος. Αλλά αυτές οι μπαταρίες μπορεί να καθυστερήσουν να φορτιστούν, να παγώσουν σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν και να περιέχουν εύφλεκτα υλικά που θα μπορούσαν να είναι επικίνδυνα σε περίπτωση ατυχήματος. Τα πακέτα στερεάς κατάστασης είναι κατασκευασμένα από ένα «ξηρό» αγώγιμο υλικό που μπορεί να κρατήσει περισσότερη ισχύ χωρίς κανένα από τα θερμικά προβλήματα μιας παραδοσιακής μπαταρίας. Αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ηλεκτρικά αυτοκίνητα με μεγαλύτερη αυτονομία, μικρότερους χρόνους φόρτισης και καλύτερες επιδόσεις υπό ακραίες συνθήκες.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου με υγρούς ηλεκτρολύτες είναι πιο ευαίσθητες στην ακραία θερμότητα. Εάν μια μπαταρία υγρού ζεσταθεί πολύ, το υγρό μπορεί να εξατμιστεί και να πάρει φωτιά – μια διαδικασία που ονομάζεται θερμική διαφυγή. Σε υψηλές θερμοκρασίες, το υγρό μπορεί να αποσυντεθεί, μειώνοντας τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας ή προκαλώντας επικίνδυνη διόγκωσή του.

Αντικαθιστώντας το εύφλεκτο υγρό με ένα στερεό κεραμικό ή πολυμερές υλικό, η Donut Lab λέει ότι μπορεί να βελτιώσει την ικανότητα της μπαταρίας να αντέχει την υπερβολική θερμότητα, κάτι που θα μπορούσε να σημαίνει καλύτερη απόδοση. Όπως είδαμε στη μελέτη VTT, η θερμότητα μειώνει στην πραγματικότητα την εσωτερική αντίσταση του στερεού ηλεκτρολύτη, επιτρέποντας στα ιόντα να κινούνται πιο εύκολα. Γι’ αυτό η χωρητικότητα της μπαταρίας αυξήθηκε στους 80°C και στους 100°C.

Αλλά προτού αρχίσετε να ανοίγετε τη σαμπάνια, να έχετε κατά νου ότι η αναφορά δεν εξετάζει ορισμένες βασικές ερωτήσεις σχετικά με τη μπαταρία στερεάς κατάστασης του Donut Lab. Πρώτον, το VTT δεν επιβεβαιώνει τη χημεία της συσκευασίας, αλλά απλώς το παίρνει στα σοβαρά. Δεύτερον, το τεστ δεν εξέτασε τι άκρη Ο συνεργάτης Tim Stevens επισημαίνει το «πρόβλημα των δενδριτών», όπου μικροσκοπικοί σταλαγμίτες που αναπτύσσονται από την άνοδο στην κάθοδο κατά μήκος του ηλεκτρολύτη στερεάς κατάστασης μπορούν να προκαλέσουν βραχυκύκλωμα. Ίσως το Donut Lab να το αντιμετωπίσει σε επόμενα αποτελέσματα ανεξάρτητων δοκιμών, τα οποία υπόσχεται ως μέρος της σειράς «I Donut Believe».