Donut Lab tester solid-state-batteri ved 100 °C

Solid-state-batterier fremhæves ofte som sikrere alternativer til konventionelle lithium-ion-systemer, især under termisk belastning. Donut Lab har offentliggjort resultaterne fra en anden uafhængig test udført af VTT Technical Research Centre of Finland, der evaluerer højtemperaturydelsen af virksomhedens solid-state-batteri designet til masseproducerede køretøjer.

Vurdering af termiske grænser ud over konventionel lithium-ion
Konventionelle lithium-ion-batterier opererer typisk inden for et øvre temperaturområde på cirka 60–70 °C, hvor forhøjede temperaturer kan fremskynde nedbrydning og øge risikoen for termisk runaway på grund af brandfarlige flydende elektrolytter. Donut Labs solid-state-arkitektur eliminerer flydende elektrolytter, hvilket muliggør højere maksimale driftstemperaturer.

For at kvantificere ydelsen under termisk belastning målte VTT cellekapaciteten ved 80 °C og 100 °C under kontrollerede laboratorieforhold.

Testopsætning og afladningsmetode
Battericellen blev placeret på en aluminiumsprofil med en stålplade, der påførte et let tryk for at stabilisere cellen og reducere lokal overophedning. Kapacitetsmålingerne blev gennemført i flere trin.

Den indledende referencemåling ved stuetemperatur anvendte en 1C-afladningsrate til en afskæringsspænding på 2,7 V for at fastlægge den nominelle kapacitet. Cellen blev derefter genopladet til 4,15 V. Efter termisk stabilisering ved 80 °C i to timer blev 1C-afladningstesten gentaget for at bestemme højtemperaturydelsen.

Proceduren blev gentaget ved 100 °C med en 0,5C-afladningsrate. Mellem testene blev kammerets temperatur sænket til 20 °C, og cellen blev genopladet for at bekræfte genopretning af den nominelle kapacitet.

Øget kapacitet ved forhøjede temperaturer
Ved 80 °C leverede cellen op til 110 % af sin kapacitet ved stuetemperatur. Forbedringen blev tilskrevet lavere intern modstand ved højere temperaturer, hvilket medførte et mindre spændingsfald under afladning. Der blev ikke observeret synlige ændringer efter testforløbet.

Ved 100 °C opnåede cellen cirka 107 % af sin kapacitet ved stuetemperatur ved 0,5C-afladning. Batteriet blev genopladet til 4,15 V med samme kapacitet som ved omgivelsestemperatur. Selvom cellekapslingen mistede sit vakuum ved 100 °C, forblev de aktive materialer fuldt funktionsdygtige.

Afladning ved 1C ved 80 °C og 0,5C ved 100 °C skete uden yderligere temperaturstigning, hvilket indikerer stabil termisk adfærd under belastning.

Betydning for sikkerhed og ydeevne i elbiler
Modstandsdygtighed over for høje temperaturer er relevant for elbiler, der anvendes i varme klimaer eller under vedvarende høj belastning. Testresultaterne viser, at solid-state-konfigurationen opretholder kapacitet og driftsstabilitet ud over de typiske termiske grænser for konventionelle lithium-ion-systemer.

Resultaterne, offentliggjort af Donut Lab efter uafhængig evaluering fra VTT, indikerer, at batteriarkitekturen kombinerer høj temperaturtolerance med stabil genopladningsydelse under ekstreme forhold.

www.donutlab.com