Donut Lab testaa kiinteäelektrolyyttistä akkua 100 °C:ssa

Kiinteäelektrolyyttisiä akkuja pidetään usein turvallisempina vaihtoehtoina perinteisille litiumioniakuille erityisesti lämpörasituksessa. Donut Lab on julkaissut toisen riippumattoman testin tulokset, jonka VTT Technical Research Centre of Finland suoritti arvioidakseen sarjatuotantoajoneuvoihin tarkoitetun kiinteäelektrolyyttisen akun suorituskykyä korkeissa lämpötiloissa.

Lämpörajojen arviointi perinteistä litiumionia pidemmälle
Perinteiset litiumioniakut toimivat tyypillisesti noin 60–70 °C:n ylärajalämpötilaan asti, jolloin korkea lämpö voi nopeuttaa heikkenemistä ja lisätä lämpökarkaamisen riskiä palavan nestemäisen elektrolyytin vuoksi. Donut Labin kiinteäelektrolyyttinen rakenne poistaa nestemäiset elektrolyytit, mikä mahdollistaa korkeamman enimmäiskäyttölämpötilan.

Suorituskyvyn kvantifioimiseksi lämpörasituksessa VTT mittasi kennon kapasiteetin 80 °C:ssa ja 100 °C:ssa kontrolloiduissa laboratorio-olosuhteissa.

Testikokoonpano ja purkausmenetelmä
Akkukenno asetettiin alumiiniprofiilin päälle ja sen päälle asetettiin teräslevy kevyen paineen aikaansaamiseksi kennon vakauttamiseksi ja paikallisen ylikuumenemisen vähentämiseksi. Kapasiteettimittaukset suoritettiin vaiheittain.

Alkuperäinen vertailumittaus huoneenlämmössä tehtiin 1C-purkausnopeudella 2,7 V:n katkaisujännitteeseen nimelliskapasiteetin määrittämiseksi. Kenno ladattiin tämän jälkeen takaisin 4,15 volttiin. Kahden tunnin lämpöstabiloinnin jälkeen 80 °C:ssa 1C-purkaustesti toistettiin korkean lämpötilan suorituskyvyn määrittämiseksi.

Menettely toistettiin 100 °C:ssa 0,5C-purkausnopeudella. Testien välillä kammion lämpötila palautettiin 20 °C:een ja kenno ladattiin uudelleen nimelliskapasiteetin palautumisen varmistamiseksi.

Kapasiteetin kasvu korkeissa lämpötiloissa
80 °C:ssa kenno saavutti jopa 110 % huoneenlämpötilan kapasiteetistaan. Parannus johtui pienemmästä sisäisestä resistanssista korkeammissa lämpötiloissa, mikä vähensi jännitehäviötä purkauksen aikana. Testisarjan jälkeen ei havaittu näkyviä muutoksia.

100 °C:ssa kenno saavutti noin 107 % huoneenlämpötilan kapasiteetistaan 0,5C-purkausolosuhteissa. Akku latautui takaisin 4,15 volttiin samalla kapasiteetilla kuin ympäristölämpötilassa. Vaikka kennon kotelointi menetti tyhjiönsä 100 °C:ssa, aktiiviset materiaalit pysyivät täysin toimintakykyisinä.

Purkaus 1C:llä 80 °C:ssa ja 0,5C:llä 100 °C:ssa tapahtui ilman lisälämpenemistä, mikä osoittaa vakaata lämpökäyttäytymistä kuormituksen aikana.

Merkitys sähköajoneuvojen turvallisuudelle ja suorituskyvylle
Korkean lämpötilan kestävyys on tärkeää sähköajoneuvoille kuumissa ilmastoissa tai pitkäkestoisessa raskaassa kuormituksessa. Testitulokset osoittavat, että kiinteäelektrolyyttinen rakenne säilyttää kapasiteetin ja toimintavakauden perinteisten litiumioniakkujen tyypillisten lämpörajojen ulkopuolella.

Donut Labin julkaisemien ja VTT:n riippumattomasti arvioimien tulosten perusteella akkukonsepti yhdistää korkean lämpötilan sietokyvyn ja vakaan lataussuorituskyvyn äärimmäisissä olosuhteissa.

www.donutlab.com