Donut Batteryn toisen mittauksen tulokset on julkistettu: akku toimii poikkeuksellisen hyvin korkeissa lämpötiloissa

Teknologiayhtiö Donut Lab julkaisee tänään solid state -akun ominaisuuksia mittaavan toisen tutkimustyön tulokset. Mittaus arvioi akkukennon kapasiteetin suorituskykyä kuumissa olosuhteissa. Raportti on ladattavissa I Donut Believe -verkkosivuilta.

“Perinteiset litiumioniakut ovat hyvin herkkiä kuumuudelle, ja niiden käyttölämpötilan yläraja on tyypillisesti noin 60–70 astetta. Korkeat lämpötilat lisäävät akkukennojen vaurioitumisen riskiä ja lyhentävät niiden käyttöikää. Korkea lämpötila voi myös aiheuttaa kennon sisällä kiihtyviä reaktioita, ja pahimmassa tapauksessa lämpökarkaamisen riski nousee huomattavasti. Donut Batteryn osalta lähtötilanne on täysin erilainen, koska se ei sisällä syttyviä nestemäisiä elektrolyyttejä, jonka vuoksi maksimi käyttölämpötila on korkeampi”, sanoo Donut Labin teknologiajohtaja Ville Piippo.

Mittaukset haastavat akkukennoa 80 ja 100 asteen lämpötiloissa

Testiasetelma on yksinkertainen: akkukenno asetetaan alumiiniprofiilin päälle ja kennon päällä on teräslevy, jonka tehtävänä on antaa kevyttä painetta, pitää kenno paikoillaan ja vähentää niin sanottuja kuumia pisteitä. Donut Batteryn kapasiteettia mitataan tällä asetelmalla vaiheittain sekä 80 että 100 asteen lämpötiloissa.

Tutkimus käynnistyy standardin mukaisella 1C-purkutestillä 2,7 voltin katkaisurajaan asti, jolla määritetään kennon nimelliskapasiteetti huoneenlämmössä. Sen jälkeen kenno ladataan takaisin alkuperäiseen 4,15 volttiin, tutkimuskammion lämpötila nostetaan 80 asteeseen ja kennoa pidetään siinä kaksi tuntia, jotta sen lämpötila vakiintuu.

Tämän jälkeen sama 1C-purkutesti toistetaan, jotta saadaan vertailuluku korkeassa lämpötilassa. Kammio jäähdytetään ja kennoa pidetään siellä tunnin ajan, jotta se jäähtyy täysin. Sitten akkukenno ladataan takaisin 4,15 volttiin. Tunnin lepoajan jälkeen kenno puretaan 12 ampeerin virralla samaan 2,7 voltin katkaisurajaan asti, jolla määritellään nimellinen 0,5C kapasiteetti huoneenlämmössä.

Akku ladataan jälleen takaisin 4,15 volttiin, minkä jälkeen kennon lämpötilan annetaan tasoittua tunnin ajan ja kammion lämpötila nostetaan sataan asteeseen. Kun akkukennon lämpötilan on annettu tasaantua kahden tunnin ajan, sama 0,5C-purkutesti toistetaan. Lopuksi kammion lämpötila lasketaan takaisin 20 asteeseen ja akku ladataan takaisin 4,15 volttiin, jotta voidaan varmistaa, että se yltää edelleen samaan latauskapasiteettiin.

Tulokset selkeästi aiemmin ilmoitettua paremmat

Testin tulokset osoittavat, että Donut Battery suoriutuu korkean lämpötilan rasituksessa jopa aikaisemmin ilmoitettua paremmin. 80 asteen testissä akkukenno pystyi hyödyntämään jopa 110 % kapasiteetistaan paremmalla hyötysuhteella kuin huoneenlämmössä. Tämä johtuu siitä, että kennon sisäinen resistanssi on alhaisempi korkeissa lämpötiloissa, mikä tarkoittaa, että jännitteen pudotus purkautumisen aikana on pienempi kuin huoneenlämmössä. Akku myös jatkoi toimintaansa täysin normaalisti testin jälkeen, eikä siinä tapahtunut näkyviä muutoksia.

100 asteen testissä Donut Battery pystyi hyödyntämään noin 107 % kapasiteetistaan paremmalla hyötysuhteella kuin huoneenlämmössä. Se myös latautui takaisin 4,15 volttiin samalla latauskapasiteetilla kuin huoneenlämmössä. Akku ja sen aktiiviset materiaalit olivat edelleen täysin toimintakykyiset, vaikka kennon vakuumirakenne menettikin tiiviytensä 100 asteessa. 

“Akun koko kapasiteetti saatiin hyödynnettyä erinomaisesti sekä 80 että 100 asteen lämpötiloissa, ja sitä pystyttiin purkamaan 1C-purkunopeudella 80 asteessa sekä 0,5C-purulla 100 asteessa ilman lämmönnousua. Akun ominaisuudet eivät muuttuneet edes 100 asteen lämpötilassa, ja se toimi normaalisti uudelleenladattaessa, mikä osoittaa Donut Batteryn vakuuttavaa suorituskykyä myös äärimmäisen kuumissa olosuhteissa. Tämä vahvistaa, että akku on poikkeuksellinen suorituskyvyn lisäksi myös turvallisuuden näkökulmasta”, Piippo kertoo.

VTT:n koko raportti on ladattavissa I Donut Believe -verkkosivuilla.