(VIDEO) Inginerii finlandezi de la Donut Lab au publicat dovezi independente care confirmă că bateria lor cu stare solidă atinge parametri revoluţionari

Astăzi e o zi care poate rămâne ca una de referinţă în istoria lumii auto şi a industriei producătoare de baterii. Finlandezii de la Donut Lab — cei care au anunţat la începutul acestui noua lor baterie cu stare solidă care poate fi încărcată deplin în 5 minute, care poate funcţiona absolut stabil la temperaturi cuprinse în -30 şi +100 grade Celsius, care rezistă până la 5 milioane de kilometri şi are o densitate energetică admirabilă de 400 Wh — dar care au fost contestaţi cu scepticism şi de chinezi, şi de oameni de ştiinţă şi cercetători chiar din ţara lor, au publicat astăzi dovedi independente care confirmă că bateria lor cu stare solidă poate atinge parametri cu adevărat revoluţionari.

Foto: Ville Piippo, inginer şef la Donut Lab

Acum câteva zile, şeful Donut Lab anunţa despre o serie de documente şi informaţii care urmează a fi publicate, iar astăzi au venit şi primele dovezi. Aşa cum intuiam în articolul de acum trei zile, dovezile independente vin de la Centrul de Cercetări Tehnice VTT din Finlanda, o instituţie respectată, deţinută de statul finlandez, cu utilaje avansate şi laboratoare, specializată în verificări, validări şi omologări.

E instituţia cu cea mai mare autoritate din Finlanda, care ar putea face aceste teste în cel mai profund, pregătit şi independent mod, or, rezultatele de la VTT sunt certificate oficial şi pot fi apoi folosite în a omologa caracteristicile tehnice ale unui produs pentru vânzarea pe piaţă. Iar noua baterie Donut Lab a fost testată profund în laboratoarele de la VTT, iar documentele de acolo vin semnate oficial, cu responsabilitate asumată, de inginerul Jari Haavisto şi toate concluziile fiind confirmate de profesorul cercetător Mikko Pihlatie de la VTT.

Aşadar, noua baterie cu stare solidă Donut Lab a fost dusă la procedurile de testare a vitezei de încărcare şi a stabilităţii ei termice. După protocoalele obişnuite, celulele bateriei au fost încărcată cu două tipuri de aranjamente — cu două seturi de plăci de aluminiu, deasupra şi dedesubt, care să preia şi să disipeze pasiv căldura, iar în al doilea scenariu cu o singură placă în partea de jos. Aceste aranjamente replică un scenariu prost al unei carcase simpliste de baterie, în care nu există răcire activă cu lichid şi unde bateria îşi transmite căldura doar prin nişte plăci de aluminiu.

Bateria finlandeză a fost testată şi la două valori de putere de încărcare — 5C şi 11C. Valoarea de 5C e cea în care puterea de încărcare în kW a unei maşini e egală cu 5x valoarea capacităţii în kWh — spre exemplu la baterie de 100 kWh puterea de încărcare ar fi de 500 kW. Şi dacă bateria se încarcă stabil cu această putere, atunci în o cincime de oră încărcarea e finalizată, adică în 12 minute. Puterea de 11C, la o baterie de 100 kWh, echivalează cu 1,1 MW putere, iar încărcarea completă la o asemenea putere uriaşă ar dura a 11-a parte dintr-o oră, adică 5 minute şi jumătate.

Finlandezii spun că ştiu că multe baterii pot suporta puteri mari maxim câteva zeci de secunde, după care rata C ajunge pe la 3C sau maxim 4C, pentru că mai mult de atât e foarte greu. Şi acele rate iniţiale sunt posibile cu sisteme de răcire foarte puternice, care nu sunt obligatorii la bateria lor.

Alte baterii cu stare solidă au nevoie de presiune internă foarte mare, pentru a ţine electrolitul solid conectat cu electrozii. Şi dilema devine şi mai dificilă din cauza variaţiei de volum de până la 15-20% pe care o au acele baterii în procesul încărcării. Astfel, densitatea care se câştigă la celulă se pierde la carcasă, fiind nevoie să se lase spaţiu liber pentru acest variaţii de volum. Dar noua baterie finlandeză n-are nevoie nici de presiune mare, nici de variaţie de volum, spun inginerii finlandezi.

Fiecare celulă a noii baterii are 94 Wh capacitate de stocare, şi o tensiune nominală de 3,6V. Puterea maximă de încărcare a fost stabilită la 4,3V. Capacitatea de stocare de 26 Ah a fost măsurată prin cicluri de încărcare de referinţă în laborator, la 1C, făcute în mod repetat cu o oră de pauză între fazele de descărcare şi încărcare, conform protocolului. În ciclul de referinţă, care a indicat valorile măsurate şi luate la bază, bateria a fost încărcată cu 100,375 Wh şi la descărcare s-au recuperat 92,511 Wh, ceea ce corespunde cu o eficienţă de 92,16%. E o eficienţă comparabilă cu bateriile litiu-ion performante actuale, chiar dacă puţini sunt cei care atrag atenţia la acest parametru pe maşinile electrice.

La încărcarea 5C, cu celula ataşată cu două plăci de aluminiu, temperatura bateriei a crescut de la 23,4 grade Celsius la 47 grade Celsius. Temperatura de 47 grade Celsius ar fi la limita de a fi prea mare pentru o celulă litiu-ion clasică, însă cei de la Donut Lab confirmă că bateria lor se simte perfect şi la 100 grade, prin urmare ritmul de 5C n-o solicită nici măcar la jumătate. Cu 5C şi cu două plăci de aluminiu, încărcarea de la 0-80% a durat 9 minute 33 secunde!

Paradoxal, dar atunci când bateria a fost încărcată la 5C cu o singură placă de aluminiu, timpul de încărcare a fost chiar mai mic cu 4 secunde, deşi temperatura de vârf atinsă în acest caz a fost de 61,5 grade Celsius. Deci, se pare că într-adevăr bateria se simte mai bine la temperaturi mai mari.

Încărcarea de 0 la 90% a durat 11 minute şi 17 secunde la 5C cu două plăci de aluminiu şi 10 minute şi 42 secunde cu o singură placă. Iar încărcarea de la 0 la 100% la 5C a durat 13 minute şi 33 secunde cu două plăci şi 12 minute şi 15 secunde cu o singură placă.

Deci, bateria a trecut cu brio testul la 5C, menţinând o viteză aproape de neclintit până spre finalul fazei de încărcare. În viaţa reală, chiar şi la doar 5C, o maşină electrică ar fi încărcată într-adevăr în maxim 10-12 minute, complet, sau 8-9 minute dacă nu vii descărcat şi nu aştepţi 100%. Şi nici măcar n-ar fi neapărat nevoie de răcire activă.

Trebuie să existe şi un neajuns aici, nu? Există, unul mic, comun şi pentru alte baterii — rata energiei recuperate la descărcare scade un pic de la cei 92,16% de referinţă la 85,17% în cazul încărcării cu două plăci de aluminiu la 5C şi la 87,13% în cazul încărcării la aceeaşi putere cu o singură placă. E vorba de pierderile de energie degajată prin căldură, iar aceste pierderi sunt şi mai mari la alte maşini care încărcară ultra rapid, fiind parţial directe prin degajare de căldură, parţial indirecte prin energie indusă în sistemul de management termic.

Încărcarea la 11C aduce parametri revoluţionari, dar arată şi un punct de risc

Ei bine, ceea ce de întâmplă cu încărcarea la 11C a noului baterii Donut Lab e de-a dreptul fenomenal. S-au făcut 3 teste. Primul test a fost făcut cu două plăci de aluminiu, iar al doilea a fost făcut cu o singură placă, dar a fost întrerupt automat la un moment dar, când bateria a atins 90 grade Celsius, această valoare fiind stabilită la una de siguranţă, lăsându-se 10 grade spaţiu de marjă. Atunci bateria a fost lipită mai strâns de placa de aluminiu, pentru a-şi transfera mai eficient căldura şi apoi testul a continuat la final cu bine după întreruperea de 4 minute. Al treilea test cu un o singură placă a decurs bine, bateria pornind de la 21 grade Celsius şi ajungând la 89 grade la final, exact înainte de temperatura limită.

Aşadar, cu două plăci de aluminiu, la 11C, bateria s-a încărcat de la 0-80% în 4 minute şi 53 secunde! Deci, în mai puţin de 5 minute! Cu o singură placă, în testul care a fost întrerupt după ce bateria atinsese mai mult de 80%, durata de încărcare a fost de 4 minute şi 27 secunde, iar în testul cu o singură placă ce a decurs cu succes timpul a fost de 4 minute şi 36 secunde!

Încărcarea de la 0 la 90% a durat 6 minute şi 06 secunde cu două plăci de aluminiu şi 5 minute şi 38 secunde cu o singură placă, în ultimul test. Iar încărcarea de la 0 la 100% a durat 7 minute şi 57 secunde cu două plăci şi 7 minute şi 18 secunde cu o singură placă!

Sunt cifre excepţiona de bune — efectiv avem 4 minute şi jumătate pentru 0-80%, 6 minute pentru 0-90% şi 7-8 minute pentru 0-100%. E mai rapid decât durează alimentarea cu carburant a unei maşini cu combustie deja!

Aici rata de eficientă a scăzut la 82,33% în cazul cu două plăci şi 82,06% în cazul unei singure plăci. Dar, din nou, la o asemenea putere de încărcare e oarecum acceptabil şi nu e departe de pierderile altor maşini care încarcă rapid.

Chiar şi după încărcarea ultra rapidă la 11C, bateria a putut furniza între 98,6 şi 99,6% din capacitatea sa, fără pierderi generate de sesiunea proaspătă de încărcare, care ar duce la disipări continue de energie.

Ce ne spun toate aceste cifre? În primul rând, ne confirmă că bateria Donut Lab e cu adevărat revoluţionară în viteza de încărcare, deşi încă nu i-a fost anunţată construcţia şi compoziţia. Îi putem vedea şi operarea stabilă la temperaturi înalte, aşa cum au promis inginerii finlandezi şi asta confirmă că în esenţă bateria pate fi încorporată în carcase de baterii fără sisteme complexe de răcire, ceea ce ar reduce costurile şi consumul de volum şi energie. Faptul că bateria poate ajunge la 90 grade Celsius în test, se datorează celui mai prost scenariu, iar în viaţa reală designul carcasei ar trebui pur şi simplu să aibă prevăzută suficientă disipare de căldură, sau un sistem minim de răcire ce-ar interveni doar la 85 grade Celsius ale bateriei. În rest, parametrii noii baterii sunt cu adevărat revoluţionari, iar acest fapt a confirmat acum de documente oficiale cu autoritate, emise de terţe părţi independente şi reputate. Simţeau, deci, chinezii că e posibil ca totul să fie real, nu în zadar s-au pur pe jar în ultima lună să nu-şi piardă avansul pe care-l aveau până acum.

Vezi totul în video-ul de mai jos al finlandezilor.