VTT mittasi Donut Labin solid state -akkukennojen latausnopeuden

Teknillinen tutkimuskeskus VTT mittasi Donut Labin kiinteän olomuodon akkujen luvatun latausnopeuden, ja totesi sen yksittäisen kennon osalta paikkansapitäväksi.

Donut Lab tilasi Teknologian tutkimuskeskus VTT:n mittaamaan yhtiön kehittämän sarjatuotantoon sopivan solid state- eli kiinteän olomuodon akun ominaisuuksia riippumattomissa tutkimusolosuhteissa. Ensimmäinen tutkuimus keskittyi latausnopeuteen, ja sen mukaan Donut Battery latautuu aiemmin ilmoitetun mukaisesti vain viidessä minuutissa.

Teknologiayhtiö Donut Lab julkisti tänään yhtiön kehittämän solid state -akun ominaisuuksia mittaavan ensimmäisen tutkimustyön tulokset. VTT:n toteuttama mittaus arvioi Donut Batteryn latausnopeutta ja lämpökäyttäytymistä latauksen aikana. Se simuloi pahimman tapauksen skenaariota, jossa akkukennolla ei ole aktiivista lämmönhallintaa ja sen lämpötila saa nousta vapaasti erittäin suurilla latausvirroilla.

Mittaus toteutettiin kahdella passiivisella jäähdytyskokoonpanolla: toisessa kennoa ympäröi kaksi kevyesti puristettua alumiinijäähdytyslevyä ja toisessa kenno oli kiinnitetty vain yhteen pohjassa olevaan jäähdytyslevyyn. Latausnopeudet ilmoitetaan C-arvolla, jossa 1C tarkoittaa akun latautumista tyhjästä täyteen tunnissa (esim. 5C = ~12 min, 11C = ~5-6 min).

Perinteiset litiumioniakut latautuvat tyypillisesti nopeudella 1–3C aktiivisella jäähdytyksellä, kun taas tässä mittauksessa latausteho nousee huomattavasti korkeampiin nopeuksiin ilman aktiivista jäähdytystä. Tutkimus aloitettiin standardilla 1C purkukapasiteetin mittauksella, jonka jälkeen tehtiin nopeita lataustestejä (5C ja 11C) molemmilla jäähdytyskokoonpanoilla.

Tulokset ovat linjassa yhtiön aiemmin ilmoittaman viiden minuutin latausajan kanssa

Mittaukset osoittavat, että Donut Battery kestää uskomattomia latausnopeuksia jopa ilman aktiivista lämmönhallintaa. Määritellyissä testiolosuhteissa kennoa ladattiin onnistuneesti 5C-nopeudella yli yhdeksän minuutin ajan. Tällä latausteholla akkukenno saavutti 80 % varaustason noin 9,5 minuutissa ja täyden 100 % latauksen hieman yli 12 minuutissa. Latauksen jälkeen purettaessa kennosta saatiin käyttöön 100 % ladatusta kapasiteetista.

Tämän jälkeen akkukennoa pikaladattiin äärimmäisellä 11C-nopeudella. 0–80 % lataus saavutettiin 4,5 minuutissa ja täysi 100 % lataus hieman yli seitsemässä minuutissa. Täyteen lataamisen jälkeen purettaessa ladatusta kapasiteetista oli käytettävissä 98,4–99,6 %.

Vaikka testiolosuhteet eivät simuloineet suoraan kennon käyttäytymistä akkupaketissa, mittaus osoittaa Donut Batteryn edut myös osana kokonaisuutta. Akkukenno ei vaadi erityistä puristusvoimaa ja toimii hyvin passiivisella jäähdytyksellä, mikä yksinkertaistaa akkupaketin arkkitehtuuria.

“Toisin kuin muut solid-state-akut, jotka vaativat suurta puristuspainetta ja kärsivät jopa 15–20 % tilavuuden muutoksista lataussyklien aikana, Donut Battery ei vaadi erityistä puristusta eikä laajempaa jäähdytystä. Tämä yksinkertaistaa merkittävästi akkupakettien rakennetta ja mahdollistaa kustannustehokkaan, suorituskykyisen ja energia- sekä tehotiheydeltään perinteiset litiumioniakut ylittävän ratkaisun”, kertoo Donut Labin teknologiajohtaja Ville Piippo.

Mittausraportti on kokonaisuudessaan nähtävissä täällä. Testistä kertovan videon voit katsoa täällä.

Raportin loppuyhteenvedossa VTT toteaa:

"Tämä projekti sisälsi riippumattomat lataustestit asiakkaan toimittamille energianvarastointilaitteille, jotka asiakas määritti solid-state-akkukennoiksi (kiinteän olomuodon akut). Alustavan kapasiteettitestin perusteella nimelliskapasiteetiksi määritettiin 26 Ah. Kennoa ladattiin 5C (130 A) ja 11C (286 A) virroilla asiakkaan testaussuunnitelman mukaisesti, ja testin aikana tallennettiin kapasiteetti, energia, kennon lämpötila sekä latausajat.

Määritellyissä testiolosuhteissa kenno ladattiin onnistuneesti 5C-nopeudella yli yhdeksän minuutin ajan, ja 100 % ladatusta kapasiteetista oli käytettävissä sitä seuranneen purkauksen aikana. Kenno ladattiin onnistuneesti myös 11C-nopeudella yli kolmen minuutin ajan, jolloin 98,4–99,6 % ladatusta kapasiteetista oli hyödynnettävissä täyden latauksen jälkeen."