Nye testresultater for omstridt batteri

Det internasjonalt anerkjente VTT Technical Research Centre i Finland har fått i oppdrag fra Donut Lab å måle egenskapene til verdens første faststoffbatteri klart til bruk for serieproduserte kjøretøy, som selskapet har utviklet under uavhengige forskningsforhold. Forrige test bekreftet batteriets hurtigladingsegenskaper.

Den nye testen, som har målt batteriets ytelse ved høye temperaturer, skal vise at Donut-batteriet tåler varme ekstremt godt og har enda sterkere kapasitet ved høye temperaturer.

– Tradisjonelle litiumionbatterier er svært følsomme for varme, og de har normalt en øvre grense for brukstemperatur på rundt 60–70 °C. Høye temperaturer øker risikoen for skade på battericellene, noe som gir kortere levetid. Høye temperaturer kan også føre til at reaksjonene inne i cellen fremskyndes, og i verste fall kan dette gi en betydelig økt risiko for termisk rusing. Donut-batteriet har et helt annet utgangspunkt, ettersom det ikke inneholder brennbare flytende elektrolytter, og derfor er den maksimale driftstemperaturen er høyere, forklarer Ville Piippo, teknisk direktør hos Donut Lab.

Battericelle testet ved 80 og 100 °C

Testen hadde et enkelt oppsett: en battericelle ble plassert på en aluminiumsprofil, og en stålplate ble plassert oppå cellen for å holde cellen på plass med et lett trykk og redusere såkalte «hot spots». Kapasiteten til Donut-batteriet ble målt i trinn med dette oppsettet ved temperaturer på både 80 og 100 °C.

Testen startet med en standard 1C-utladningstest til en grense på 2,7 volt, som definerer cellens nominelle kapasitet ved romtemperatur. Cellen ble deretter ladet tilbake til de opprinnelige 4,15 volt, temperaturen i testkammeret ble økt til 80 grader, og cellen ble holdt der i to timer for å stabilisere temperaturen.

Deretter ble den samme 1C-utladningstesten gjentatt for å oppnå en referanseverdi for høy temperatur. Kammeret ble avkjølt, og cellen ble holdt der i én time slik at den kunne kjøles helt ned. Battericellen ble deretter ladet opp igjen til 4,15 volt. Etter en times hvile ble cellen utladet med 12 ampere til samme grenseverdi på 2,7 volt, som definerte den nominelle 0,5 C-kapasiteten ved romtemperatur.

Batteriet ble deretter ladet opp igjen til 4,15 volt. Så fikk celletemperaturen en time på å utjevne seg, og temperaturen i kammeret ble hevet til 100 °C. Etter at battericelletemperaturen hadde fått to timer på å utjevne seg, ble den samme 0,5 C-utladningstesten utført på nytt. Til slutt ble kammertemperaturen senket til 20 grader igjen, og batteriet ble ladet opp til 4,15 volt igjen for å sikre at det fortsatt hadde samme ladekapasitet.

Betydelig bedre resultater

Testresultatene viser overraskende nok at Donut-batteriet yter enda bedre under høy temperaturbelastning enn det som tidligere var oppgitt. Når det ble testet på 80 °C, klarte battericellen å utnytte opptil 110 % av sin kapasitet med bedre effektivitet enn ved romtemperatur. Dette skyldes at cellens indre motstand er lavere ved høye temperaturer, hvilket innebærer at spenningsfallet under utlading er lavere enn ved romtemperatur. Batteriet fortsatte også å fungere helt normalt etter testen, uten noen synlige endringer.

Når det ble testet på 100 °C, klarte Donut-batteriet å utnytte opptil 107 % av sin kapasitet med bedre effektivitet enn ved romtemperatur. I tillegg ladet det tilbake til 4,15 volt med samme ladekapasitet som ved romtemperatur. Batteriet og dets aktive materialer virket fremdeles optimalt, selv om cellens ytre pose hadde mistet vakuumet ved 100 °C.

– Batteriets fulle kapasitet ble utnyttet med fremragende resultater ved både 80 og 100 °C, og det var mulig å utlade det med en utladningshastighet på 1C ved 80 °C og en utladningshastighet på 0,5C ved 100 °C uten noen temperaturøkning. Batteriets egenskaper forble uendret ved selv 100 °C, og det fungerte normalt når det ble ladet opp på nytt. Dette viser at Donut-batteriet yter meget godt selv under ekstremt varme forhold, sier Piippo.

Fullstendig testrapport fra VTT kan lastes ned fra nettsiden I Donut Believe.