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La società Donut Lab ha pubblicato un rapporto sui test effettuati sulla sua batteria allo stato solido, confermando la possibilità di eliminare i complessi sistemi di raffreddamento a liquido. Secondo quanto riportato da The Verge, durante una serie di esperimenti, il dispositivo ha raggiunto una carica dallo 0 all'80% in meno di 5 minuti, mantenendo il 99% della capacità.
In questo modo, Donut Lab ha risposto allo scetticismo del settore in merito alla scalabilità e all'affidabilità della tecnologia. I test sono stati condotti dal Centro di ricerca tecnica statale finlandese VTT e si sono concentrati sulla valutazione della velocità di ricarica e del comportamento termico del pacco batteria. Secondo il rapporto, la batteria al litio allo stato solido (Solid-State Batteries, SSB) sviluppata è in grado di caricarsi molto più velocemente degli analoghi agli ioni di litio senza perdita di capacità.
Gli ingegneri di VTT hanno utilizzato la metrica C-rate per descrivere la velocità di ricarica rispetto alla capacità della batteria, dove 1C significa una carica completa in un'ora. Le tradizionali batterie agli ioni di litio vengono solitamente caricate a valori compresi tra 1C e 3C e richiedono un raffreddamento attivo, mentre in questi test la potenza di carica ha superato più volte questi valori utilizzando sistemi di termoregolazione passivi. I tester hanno iniziato con un test di scarica standard a 1C, seguito da test di ricarica rapida a 5C e 11C. In condizioni di carica a 5C, la cella ha raggiunto l'80% della carica in 9,5 minuti e la carica completa in poco più di 12 minuti. La successiva scarica ha dimostrato che la batteria ha erogato il 100% dell'energia accumulata, il che smentisce il diffuso problema del degrado istantaneo della chimica (elettrolita, materiali degli elettrodi) quando viene applicata un'alta tensione.
Particolare attenzione nei test è stata dedicata al sistema di raffreddamento. La maggior parte dei moderni veicoli elettrici utilizza sistemi attivi a liquido per prevenire il surriscaldamento, tuttavia VTT ha rimosso questi elementi per verificare la sicurezza del funzionamento della batteria con raffreddamento passivo, utilizzando solo due configurazioni: posizionando la batteria tra due piastre di alluminio e posizionandola su una superficie metallica. Durante uno dei test con una sola piastra, la temperatura della batteria ha raggiunto il limite di sicurezza di 90°C, causando lo spegnimento automatico dell'apparecchiatura. I ricercatori hanno scoperto che la causa era un contatto insufficientemente stretto con la superficie di raffreddamento e, dopo un ulteriore fissaggio della batteria, la dissipazione del calore ha iniziato a funzionare in modo efficiente.
Il direttore tecnico di Donut Lab, Ville Piippo, ha osservato che la batteria da loro sviluppata non richiede compressione speciale o raffreddamento complesso, a differenza di altri analoghi allo stato solido che necessitano di alta pressione e cambiano volume del 15-20% durante i cicli di ricarica. Secondo lui, questo semplifica notevolmente la progettazione dei pacchi batteria e consente di creare soluzioni economicamente vantaggiose con un'alta densità di energia. La società afferma che la sua batteria fornisce una densità di energia di 400 Wh/kg, che è significativamente superiore agli indicatori delle moderne batterie agli ioni di litio, che variano tra 200 e 300 Wh/kg. Allo stesso tempo, il ciclo di vita dichiarato è di 100.000 cicli contro i 1.500-3.000 cicli standard delle tecnologie attuali. È importante notare che nel rapporto VTT si precisa che il campione testato (Solid State Battery V1) aveva una capacità di 26 Ah e un'energia nominale di 94 Wh.
Questi indicatori sono in linea con le aspettative del settore per questa tecnologia. Ad esempio, in precedenza abbiamo riportato le dichiarazioni preliminari del produttore di motociclette Verge, secondo cui i modelli con batterie allo stato solido sono in grado di percorrere fino a 600 km con una singola carica e il ripristino dell'energia fino all'80% richiede meno di 10 minuti quando collegati a una stazione da 200 kW, parametri che rendono il trasporto elettrico paragonabile in termini di comodità agli analoghi con motore a combustione interna.
Nonostante le impressionanti prestazioni, i risultati pubblicati lasciano aperti alcuni interrogativi. I ricercatori di VTT non hanno condotto un'analisi della composizione chimica della cella, accettando i dati del produttore come dati di fatto, e non hanno verificato la presenza di dendriti nella batteria, ovvero strutture microscopiche in grado di causare un corto circuito. Si prevede che Donut Lab chiarirà questi aspetti nelle prossime pubblicazioni della serie di test.
