Bezpieczna degradacja zamiast wybuchu: Donut Lab publikuje wyniki kolejnych badań
Podczas gdy tradycyjne baterie Li-ion po uszkodzeniu mechanicznym mogą generować ryzyko zapłonu, czwarta odsłona badań baterii solid-state od Donut Lab udowadnia, że awaria ich baterii może być całkowicie bezpieczna.
Kilka tygodni temu zrobiło się głośno o fińskim startupie Donut Lab, który ogłosił opracowanie baterii ze stałym elektrolitem (solid-state) – w technologii postrzeganej jako następca tradycyjnych baterii litowo-jonowych z ciekłym elektrolitem. Ogłoszone przez Finów świetne parametry nowej baterii są teraz weryfikowane w kolejnych testach. W ten sposób Donut Lab chce potwierdzić, że za wiadomościami o opracowaniu przełomowej baterii nie stoi tylko marketing.
Technologia solid-state od Donut Lab przeszła właśnie czwartą serię niezależnych badań, przeprowadzonych przez fiński instytut VTT. Po wcześniejszych sukcesach, w których ogniwa wykazały się m.in. wyjątkową szybkością ładowania oraz odpornością na ekstremalne temperatury nadszedł czas na test bezpieczeństwa sprawdzający zachowanie baterii przy jej fizycznym uszkodzeniu.
Najnowszy raport VTT-CR-00178-26 dowodzi, że bateria Donut Lab, nawet w stanie krytycznym, nie powinna stanowić zagrożenia dla człowieka.
Scenariusz awaryjny: praca bez próżni
Badanie przeprowadzono na ogniwie oznaczonym DL2, które uległo rozszczelnieniu i utraciło próżnię podczas wcześniejszego testu wysokotemperaturowego w 100 st. C. Zgodnie z opublikowanymi informacjami, do badania intencjonalnie przeznaczono tę właśnie (uszkodzoną baterię), aby sprawdzić jej zachowanie w warunkach wystawienia na proces intensywnego ładowania.
W przypadku „konwencjonalnej” baterii litowo-jonowej taka usterka, połączona z ładowaniem o dużej mocy, ze sporym prawdopodobieństwem mogłaby doprowadzić do pożaru lub niekontrolowanej ucieczki termicznej, co w obu przypadkach stanowi skrajne niebezpieczeństwo.
Ogniwo DL2 zostało poddane początkowo 5 cyklom (ładowanie-rozładowanie) prądem 26A (1C). Następnie wykonano 50 cykli przy natężeniu 130 A (5C), w zakresie 0-90 proc. SOC przy użyciu napięcia od 2,7 do 4,3 V. Na koniec ponownie wykonano 5 cykli przy natężeniu 26A (1C) w zakresie napięcia 2,7-4,15 V.
Kontrolowana i bezpieczna degradacja
Wyniki wydajnościowe potwierdziły fizyczną degradację: początkowa pojemność spadła z poziomu 24,689 Ah do 11,194 Ah, co oznacza redukcję o 54,66 proc. Spadła również efektywność energetyczna – z 89,6 do 83 proc.
Choć parametry elektryczne uległy pogorszeniu, a grubość ogniwa wzrosła o 17 proc., kluczowy wniosek z raportu VTT ma być taki, że mimo ekstremalnego obciążenia uszkodzonego ogniwa nie odnotowano żadnych znaczących skoków temperatury, ryzyka pożaru ani wybuchu baterii solid-state od Donut.
Nowa definicja bezpieczeństwa pasywnego
To, co Donut Lab określa mianem bezpiecznej degradacji (ang. graceful failure), może okazać się w przyszłości przełomowe w kontekście bezpieczeństwa transportu. Czwarty test udowadnia, że nawet po rozszczelnieniu obudowy, bateria solid-state nie przechodzi w stan ucieczki termicznej. Zamiast katastrofalnego zapłonu, ogniwo po prostu stopniowo traci pojemność, pozostając stabilne i bezpieczne dla otoczenia.
Dla sektora motoryzacyjnego oznacza to, że pojazd wyposażony w tę technologię, nawet po poważnym wypadku prowadzącym do rozszczelnienia baterii, prawdopodobnie nie stworzy ryzyka pożaru.
Więcej na temat wcześniej przeprowadzonych badań w artykułach: Najbardziej obiecujący europejski bateryjny startup ogłosił wyniki testów swoich ogniw oraz Przełom w rozwoju baterii ze stałym elektrolitem? Znamy wyniki kolejnych testów.
Radosław Błoński
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy E-Magazyny Sp. z o.o.
