Donut Lab 固态电池首个测试结果出炉:最快 5 分钟内充至 80%,容量近乎无损

芬兰初创企业Donut Lab发布了其全固态电池的首份第三方独立测试报告,显示该电池在快充性能上显著优于传统锂离子电池,最快可在4.5分钟内充至80%电量,且容量保持率高达99%。测试由芬兰VTT技术研究中心完成,证明了该电池无需主动冷却系统即可安全快充,能量密度达400 Wh/kg,循环寿命宣称可达10万次。然而,报告未涉及电池化学体系及枝晶问题等关键细节。

2 月 24 日消息,据 TheVerge 报道,今年早些时候,芬兰初创企业 Donut Lab 宣布即将在电池领域取得重大突破后,其面向量产的全固态电池就面临着诸多疑问与广泛质疑。这家公司真的能大规模生产快充电池,同时避开此前阻碍行业发展的那些理论生产难题吗?近日,Donut Lab 发布了其电池的首份第三方独立测试报告,评估了电池的充电速度与电池包的“热行为”,试图以此打消外界疑虑。

据IT之家了解,该测试由芬兰国有研究机构 VTT 技术研究中心完成,结论显示:这款电池的充电速度显著快于传统锂离子电池。在多项测试中,该电池可在约 9.5 分钟内从 0% 充至 80%,且容量保持率 100%;另有测试则在约 4.5 分钟内充至 80%,容量保持率仍达 99%。

固态电池常被称作电池领域的“圣杯”,几十年来一直是研究人员难以攻克的难题。目前绝大多数电动汽车使用“湿式”锂离子电池,依靠液态电解质传输能量,但这类电池充电慢、低温易冻结,且含易燃物质,碰撞时存在安全隐患。而固态电池包采用“干式”导电材料,能量密度更高,同时不存在传统电池的热失控问题。

通常情况下,若对电池进行如此高强度的快充,电池化学体系会迅速劣化,容量大幅衰减。但本次测试表明,Donut Lab 的电池在大功率快充后,几乎保留了 100% 的能量。这意味着电动汽车充电时间有望从 30–40 分钟缩短至 5 分钟左右,接近加油站加油的体验。

特斯拉、现代等车企的电动汽车电池普遍配备主动冷却系统,以保证充电时电池温度可控。而在本次测试中,VTT 移除了所有主动冷却装置,仅使用被动散热,以此证明该电池无需笨重、昂贵的液冷系统即可安全快充。测试采用两种方式:一是将电池夹在两块铝板之间,二是仅将电池放置在单块金属板上,全程监测温度变化。

VTT 使用“C 率”来描述电池相对容量的充电速度:1C 表示 1 小时从空电充满。传统锂离子电池在主动冷却下通常为 1C–3C,而该固态电池在无主动冷却条件下可实现更高倍率充电。VTT 先以 1C 进行标准放电容量测试,随后在两种散热方案下分别进行 5C 和 11C 快充测试。

在测试条件下,Donut Lab 电池以 5C 倍率成功快充超过 9 分钟:约 9.5 分钟充至 80%,12 分钟多一点充满 100%,放电时可释放全部充电容量。

测试中也出现了一些小问题:在单散热板的一次测试里,电池温度飙升至 90℃ 安全上限,设备自动停机保护。研究人员发现是电池与散热板接触不够紧密,在加固压紧、改善导热后,热量可更高效地传导至金属板。

Donut Lab 首席技术官 Ville Piippo 在声明中表示:“与其他固态电池不同,我们的 Donut 电池不需要高压紧固,充放电循环过程中体积变化也不会达到 15%–20%,无需特殊加压或复杂冷却。这大幅简化了电池包结构,可实现低成本、高性能的方案,在能量密度与功率密度上均优于传统锂离子电池。”

Donut Lab 宣称其电池能量密度可达 400 Wh/kg,而目前主流锂离子电池仅为 200–300 Wh/kg。该公司还表示,电池可在 10 分钟内充满,循环寿命达 10 万次,而现有锂离子电池通常仅为 1500–3000 次。据 VTT 介绍,本次测试的“固态电池 V1”容量为 26Ah,标称能量 94Wh。

不过在庆祝之前,需要注意:这份报告并未解答关于 Donut Lab 固态电池的几个关键问题。首先,VTT 并未验证电池的具体化学体系,仅基于样品进行测试;其次,测试未涉及“枝晶问题”—— 固态电解质中可能出现从负极到正极的微观晶枝,进而引发短路。或许 Donut Lab 会在后续独立测试中回应这一问题,该公司承诺将推出名为“I Donut Believe”的系列测试报告。

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