Spis treści
Fińska firma Donut Lab ogłosiła w styczniu na targach CES zbudowanie gotowego do masowej produkcji akumulatora ze stałym elektrolitem. Deklaracje producenta spotkały się z głęboką nieufnością na rynku motoryzacyjnym. Przedsiębiorstwo nie posiadało wcześniej żadnego doświadczenia w konstruowaniu oraz wytwarzaniu systemów zasilania do pojazdów elektrycznych. Startup zareagował na falę krytyki zleceniem zewnętrznych badań państwowemu ośrodkowi badawczemu VTT Technical Research Centre w Finlandii.
Pracownicy instytutu VTT sprawdzili wydajność ładowania dostarczonych próbek w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych. Opublikowane dane potwierdzają część deklaracji o bardzo szybkim tempie uzupełniania energii. W udostępnionych dokumentach brakuje jednak wielu technicznych parametrów niezbędnych do rzetelnej oceny tej technologii. Donut Lab przekonuje o wygraniu wyścigu technologicznego z największymi producentami baterii na świecie, takimi jak Toyota oraz BYD. Firma zaplanowała instalację swoich pakietów w jednośladach elektrycznych marki Verge Motorcycles w pierwszym kwartale obecnego roku. Zastosowanie ogniw o deklarowanej gęstości 400 Wh/kg ma radykalnie obniżyć wagę ciężkich motocykli na prąd.
Specyfikacja podawana przez startup zakłada całkowite naładowanie akumulatora w zaledwie pięć minut. Producent zapowiada również wytrzymałość konstrukcji na poziomie 100 tysięcy cykli ładowania. Architektura ogniwa ze stałym elektrolitem ma całkowicie eliminować zjawisko niekontrolowanego wzrostu temperatury. Inżynierowie VTT sprawdzili fizyczne możliwości przyjmowania prądu, ale autorzy raportu nie odnoszą się w ogóle do tematu pojemności i żywotności materiałów.
Pomiary szybkości ładowania i badanie temperatury pracy
Pracownicy fińskiego laboratorium przeprowadzili siedem oddzielnych testów ładowania na pojedynczym ogniwie kieszeniowym o pojemności 94 watogodzin. Cztery próby polegały na zasilaniu próbki prądem o współczynniku 5C oraz 11C. Wartość 1C oznacza całkowite napełnienie akumulatora w czasie jednej godziny. Parametr 5C pozwala na naładowanie ogniwa w 12 minut. Podczas próby ze wskaźnikiem 5C badana próbka przyjmowała prąd o natężeniu 130 amperów i napięciu 4,3 wolta.
Bateria osiągnęła poziom 80 procent w czasie poniżej 10 minut. Pełne naładowanie zajęło fizycznie około 13 minut. Najwyższa odnotowana na powierzchni obudowy temperatura wyniosła w tym badaniu 47 stopni Celsjusza. Test przy obciążeniu na poziomie 11C wygenerował wyniki zbieżne z początkowymi materiałami reklamowymi startupu. Ogniwo uzyskało 80 procent swojej nominalnej pojemności po upływie 4,6 minuty. Stan pełnego naładowania pojawił się na wskaźnikach aparatury pomiarowej po niespełna ośmiu minutach, przy czym temperatura obudowy wzrosła w tym przypadku do 63 stopni Celsjusza.
Badacze wykorzystali podczas pomiarów pojedyncze i podwójne radiatory. Pasywne chłodzenie odprowadzało ciepło generowane pod dużym obciążeniem prądowym. Producenci aut na prąd instalują zazwyczaj w samochodach bardzo zaawansowane układy aktywnego chłodzenia cieczą dla całych modułów. Zastosowanie prostych radiatorów przez pracowników VTT stworzyło bardzo rygorystyczne warunki testowe urządzenia. Uzupełnienie energii do 80 procent w pięć minut wyrównuje czas postoju pod stacją ładowania z typowym tankowaniem benzyny. Zwykłe ładowanie współczesnego auta elektrycznego na publicznej ładowarce zajmuje najczęściej od 20 do 40 minut.
Brakujące dane o budowie chemicznej i opinie naukowców
Dokumentacja z VTT nie zawiera informacji weryfikujących faktyczne użycie stałego elektrolitu w ogniwach Donut Lab. Profesor Shirley Meng ze Szkoły Inżynierii Molekularnej Pritzkerów na Uniwersytecie w Chicago odniosła się do braku specyfikacji technicznej. Badaczka przekazała w wiadomości e-mail, że producent ukrywający dokładny skład chemiczny baterii nie zasługuje na zaufanie środowiska naukowego.
Innew podobnym temacie
Profesor Meng zwróciła uwagę na uwarunkowania testów przeprowadzanych w sterylnym laboratorium. Pojedyncze małe ogniwo zachowuje się drastycznie inaczej niż wielki pakiet zasilający instalowany pod podłogą pojazdu. Przedstawicielka uniwersytetu poinformowała o wynikach swojego zespołu badawczego, który bez problemów osiągnął wskaźnik ładowania 20C na próbkach eksperymentalnych. Takie wyniki z małych komórek bardzo rzadko pozwalają na bezproblemowe zaprojektowanie masowo produkowanych modułów.
Donut Lab zapowiada dostarczenie dowodów na długoterminową wytrzymałość sprzętu. Deklarowane 100 tysięcy cykli pracy będzie wymagało wieloletnich testów w autach poruszających się po drogach. Jiayan Shi z firmy analitycznej BloombergNEF oceniła szybkość na poziomie 11C jako bardzo dobrą prognozę dla popularyzacji akumulatorów w nowej technologii. Analityczka doprecyzowała zarazem, że faktyczne tempo rozładowania oraz naturalna zdolność do utrzymania pojemności całkowicie uwarunkują przydatność tej baterii z perspektywy zwykłego kierowcy.
Zaskakujące parametry cieplne i działania konkurencji
Pracownicy fińskiego instytutu badawczego opisali w materiałach ciekawe dane o zachowaniu ogniw pod wpływem ciepła. Bateria Donut Lab wygenerowała dużo lepsze czasy ładowania w wysokich temperaturach. Naukowcy ograniczyli system odprowadzania ciepła i użyli tylko jednego małego radiatora zamiast dwóch elementów. Temperatura fizyczna ogniwa wzrosła do poziomu 90 stopni Celsjusza. Wyższa ciepłota spowodowała spadek rezystancji wewnętrznej próbki. Pozwoliło to na bezpieczne podniesienie natężenia podawanego prądu.
Konwencjonalne akumulatory litowo-jonowe mają poważne problemy z poprawnym działaniem przy przegrzaniu. Ciepłe pakiety tracą swoją wyjściową wydajność energetyczną. Przekroczenie konkretnych limitów termicznych prowadzi często do trwałego uszkodzenia materiałów wewnątrz obudowy. Konstruktorzy optymalizują montowane obecnie w autach baterie pod kątem pracy w temperaturze od 25 do 40 stopni Celsjusza.
Ukrywanie składu chemicznego utrudnia weryfikację zaawansowania całego projektu Donut Lab. Dostępne powszechnie w innych autach rozwiązania oferują podobne tempo uzupełniania energii. Chiński koncern CATL sprzedaje już baterie litowo-żelazowo-fosforanowe zdolne do bezpiecznego przyjmowania prądu ze wskaźnikiem 12C. Zakłady produkcyjne BYD posiadają w ofercie pakiety LFP osiągające maksymalnie 10C. Redakcja InsideEVs w ubiegłym roku osobiście sprawdzała tak ładowane ogniwa w Chinach. Technologia litowo-jonowa mocno zredukowała różnice wydajnościowe względem ogniw ze stałym elektrolitem.
Zmiana strategii komunikacji z inwestorami
Przedstawiciele Donut Lab przyznali na łamach mediów, że duża fala krytyki po styczniowych targach spowolniła plany finansowe. Startup doświadczył problemów z pozyskaniem zewnętrznego kapitału inwestycyjnego na rozpoczęcie wytwarzania baterii na szeroką skalę. Władze przedsiębiorstwa zmieniły całkowicie formę komunikacji z rynkiem motoryzacyjnym. Firma publikuje informacje krótkimi partiami. Zarząd udostępnił również materiał wideo, w którym podtrzymuje wszystkie dotychczasowe specyfikacje swojego produktu.
Fiński podmiot zapowiada udostępnienie kolejnych wyników badań w nadchodzących tygodniach. Konstruktorzy i projektanci pojazdów czekają na weryfikację wykorzystanej chemii, twarde dane o gęstości energii oraz namacalne dowody na długoterminową odporność konstrukcji na degradację pojemności.
Jak oceniacie plany wprowadzenia na rynek baterii ładujących się do 80 procent w pięć minut przez całkowicie nieznany wcześniej startup? Zostawcie swoje opinie o rozwoju superszybkiego ładowania w sekcji komentarzy poniżej.
Dołącz do dyskusji