De Finse startup Donut Lab heeft nieuwe testresultaten vrijgegeven die de uitzonderlijke prestaties van zijn solid-state batterij onder extreme hitte aantonen. Uit de tests, uitgevoerd door het Finse VTT Technisch Onderzoekscentrum, blijkt dat de batterij niet alleen functioneert bij temperaturen tot 100 °C (212 °F), maar dat de capaciteit toeneemt naarmate de temperatuur stijgt. Dit staat in schril contrast met conventionele lithium-ionbatterijen, die onder vergelijkbare omstandigheden kapot gaan of zelfs in brand vliegen.
Hittetolerantie: een belangrijk voordeel
In de tests werden de prestaties van de batterij vergeleken bij kamertemperatuur (20 °C), 80 °C (“hoge hitte”) en 100 °C (“extreme hitte”). De solid-state cel van 3,6 V/26 Ampère leverde 24,9 Ah bij kamertemperatuur. Bij 80°C produceerde hij echter 27,5 Ah – een verbetering van 110,5% – en bij 100°C bereikte hij 27,6 Ah (107,1% van de prestatie bij kamertemperatuur). Hoewel het buitenzakje door de hitte zijn vacuümafdichting verloor, bleef de batterij functioneel en oplaadbaar.
Dit is een belangrijke ontwikkeling. Traditionele lithium-ionbatterijen zijn afhankelijk van vloeibare elektrolyten, die bij hoge temperaturen onstabiel en ontvlambaar worden. Deze instabiliteit leidt tot ‘thermal runaway’, een gevaarlijke kettingreactie die tot brand kan leiden. Solid State-batterijen gebruiken daarentegen een “droog” geleidend materiaal dat dit risico elimineert.
De belofte van solid-state technologie
Solid-state batterijen worden lange tijd beschouwd als de ‘heilige graal’ van de batterijtechnologie. Ze bieden verschillende voordelen ten opzichte van lithium-ion op vloeibare basis: sneller opladen, verbeterde prestaties bij extreme temperaturen en een grotere energiedichtheid. Dit zou zich kunnen vertalen in elektrische voertuigen met een groter bereik, snellere tanktijden en verbeterde veiligheid.
De sleutel is de vaste elektrolyt. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt de interne weerstand van het vaste materiaal af, waardoor ionen vrijer kunnen bewegen, waardoor de capaciteit toeneemt. Dit is precies wat de tests van VTT hebben aangetoond.
Resterende vragen en toekomstige tests
Hoewel deze resultaten veelbelovend zijn, blijven er enkele vragen bestaan. VTT heeft de batterijchemie van Donut Lab niet onafhankelijk geverifieerd en heeft deze op het eerste gezicht aangenomen. Bovendien gingen de tests niet in op het ‘dendrietprobleem’: microscopisch kleine gezwellen in de batterij die na verloop van tijd elektrische kortsluiting kunnen veroorzaken.
Donut Lab heeft deze zorgen erkend en plant verdere onafhankelijke tests om deze aan te pakken, als onderdeel van de doorlopende serie ‘I Donut Believe’. De volgende testfase zal van cruciaal belang zijn voor het vaststellen van de betrouwbaarheid en schaalbaarheid van deze technologie op de lange termijn.
Uiteindelijk onderstrepen de nieuwste bevindingen van Donut Lab het potentieel van solid-state batterijen om de beperkingen van de huidige lithium-iontechnologie te overwinnen, maar verdere verificatie is nodig voordat wijdverspreide adoptie plaatsvindt.
