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Donut Lab公布惊人的性能测试结果

Donut Lab公布惊人的性能测试结果

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Donut Lab在2026年CES上向世界展示了其固态电池,这一成果令许多人惊叹,但也有一些人对其所宣称的成就与性能表示怀疑。截至本文撰写时,尚无其他公司能够生产出实际可用的全固态电池。像Quantumscape这样的企业虽已尝试多年,却发现存在诸多限制,例如需要极高的机械压力才能保持正极与电极之间的接触。这类措施会带来结构庞大且沉重的问题,从而抵消了固态电池的优势。许多公司因此选择半固态电池作为折中方案。NIO曾使用半固态电池来实现电池更换功能,但由于成本及其他实际问题,该方案已停止使用。

在Donut Lab展示固态电池技术后不久,便出现了阵阵嘲笑声以及大量的侮辱和质疑。不出所料,大部分批评来自电池行业那些在传统电池领域有既得利益的巨头企业,这些企业始终未能制造出实用的固态电池,这印证了厄普顿·辛克莱的论断:“当一个人的薪水取决于他是否理解某件事时,就很难让他真正明白。”仅仅因为某项技术新颖创新,并不意味着它就是真实可行的,因此要求提供相关数据是明智的。有些人等待数据后再做决定,而另一些人则急不可耐地下结论。在这次事件中,面对众多声称该技术不可能实现且是骗局的人士,相关方提供了远超电池行业常规标准的大量证据。并非大型传统电池制造商不愿提供数据。

屋顶。他们通常会提供精心制作的数据表,以最理想的方式展示其产品在预期应用中的表现,而那些枯燥的工程细节则被隐于幕后,仅用于说明产品的局限性。这里没什么可看的,都是老一套的内容。他们很少提供如此详尽的公开证明,比如由独立测试人员进行的拆解及全面测试。

钉子测试

尤其是在电池方面,有一些测试旨在以更直观的方式展示最佳性能,比如钉子穿刺测试。这些测试非常重要,能够体现不同电池化学成分所具备的安全特性。在中国,钉子穿刺及其他安全测试现已成为可充电电池的标准化要求,这一举措有助于保障公共安全并促进电池的合理使用。Donut Lab的电池在12伏端电压下进行了测试,随后又进行了钉子穿刺测试,结果完全没有出现火灾、烟雾或爆炸现象,温度变化也极小,表现十分平淡且安全。NMC电池在测试中会产生火焰与高温,视觉效果更为显著;而LFP电池则没有那么明显的反应,不会起火但会有少量烟雾。钠离子电池的钉子穿刺测试结果同样不甚引人注目。Donut Lab的系列测试还表明该电池具有生物……

极端的,因为端电压超过了12伏,而层数不同的电池则显示出几组不同的电压值。

无可辩驳的固态证据

好东西值得等待,Donut Lab终于带来了新数据。最新测试表明该电池为固态电池,其测得的重量能量密度为409 Wh/kg,体积能量密度则为804 Wh/l。有多种证据可以证明其为固态电池:这类电池可采用双极结构制造,即电芯在封装体内相互堆叠,根据封装内的电芯数量不同可产生多种不同的输出电压;而采用液态电解质的电池则无法实现这一点。液态电解质能在同一封装内的所有电芯之间自由流动,离子会在多个电芯间穿梭,从而破坏每个堆叠电芯所需的串联离子流。固态电解质则能固定在电芯的正极与负极之间,不会为其他电芯间的离子流动提供路径。液态电解质的双极电池……

每种电池电解液都需要独立的隔离腔室,这使得实际制造既困难又笨重。双极结构的优势在于电流在较薄的深度内流经较大的面积,因此电阻更小,所需的电极材料也比采用单体电池组合而成的电池包少,从而提高了活性材料的占比并降低了成本。在电池包结构中,所使用的模块更少,外部导体也相应减少。其最终效果是无论是电池层面还是电池包层面,其密度都更高,即便与单体电池直接组合的技术相比也是如此。在一次引人注目的演示中,该电池被拆解后显示出其内部结构由多层重复堆叠而成。在电池包内部,各层之间并没有机械隔离装置,它们是通过堆叠实现电连接的。这无疑证明了该电池属于双极型固态电池。

社交媒体理解有误

虽然我已经意识到液态电解质NMC电池在100°C环境下工作时无法完好无损,但这对那些坚持认为那是NMC电池的人而言仍不够作为证据。我通过证明其他电池也能产生相似的满充放电开路电压,打破了“每种电池都有独特特征”的观点。后来还有其他人进一步补充了这一论点。所谓“独特特征理论”是错误的,通过掺杂等其他方法完全可以改变电压特性。双向工作模式让人质疑此前测试的电池是单节电池还是多节串联电池。通过双向工作模式和拆解分析可以发现,这些连接方式实际上构成的是单节串联电池,而这对于液态电解质NMC电池来说是不可能的。因此不能假定此前经过测试的封装电池就是单节电池。尽管如此,令人难以置信的是,仍有一些人错误地得出了这样的结论。

没有证据表明该电池是固态的。他们错了。他们认为Donut Lab不可信的结论同样错误,反而暴露了他们自身的可信度问题。

被忽视的问题与话题——制造工艺

虽然固态结构以及出色的电池性能常常成为新闻焦点,但制造工艺似乎很少受到关注。我曾解释过为何制造工艺可能比固态技术更具革命性。对于研究这一领域的人来说,印刷技术一直是固态电池制造工艺的重点,相关研究也很多。研究表明,丝网印刷机所使用的纳米浆料源自CT涂层。采用纳米浆料和印刷机的工艺可能无需像传统液态电解质锂电池那样在密封的真空环境中操作,也无需使用有毒、易燃的溶剂。

Donut Lab表示其电池也无需经过化成工序。化成是电池制造的最后一步,在此步骤中电池会进行首次满电充电,从而形成固体电解质界面(SEI)层。电池随后会被存放在架子上长达一周时间,这需要大量的存储空间。该步骤是传统电池制造中最昂贵的部分。再加上庞大的密封车间以及有毒气体的回收处理,传统电池制造在资本投入和运营成本方面都极为高昂。气体回收还需要消耗大量电力。一座1 GWh容量的工厂造价可能高达十亿美元。相比之下,无需昂贵且占用空间的化成及隔离房间的印刷固态电池制造成本预计要低一个数量级。此外,其材料成本也低于NMC,且所用材料易于获取、供应充足,因此印刷电池……

新兴的制造技术可能对那些已投入巨额成本却面临沦为搁浅资产的既得利益者构成真正威胁。目前已有几家公司正在研究利用这种新印刷方法实现固态化处理。

结论与未来展望

虽然无法由此推断出电池的电极化学成分,但可以确定的是,这类电池在封装后的能量密度可超过400瓦时/千克和800瓦时/升,且确实是固态结构,并具备其他优势——总体而言性能极为出色。目前其他性能指标都已得到验证,仅剩下循环寿命和-30℃环境下的能量保持率这两项重要指标尚未得到证实。

在那些尖锐的批评声之后,这些结果似乎有些虎头蛇尾,但事实就是如此。看起来那些下注的评论家们可能得掏出支票簿或钱包了。社交媒体上的喧嚣与点击压力已经暂时平息。我们拭目以待,看看这些评论家是否会承认错误。毫无疑问,即使被证明是错的,仍会有一些人坚持己见。这款电池被证实为固态电池,而非传统的NMC电池,并且具备双极工作模式。早期并未将双极操作作为重点研究方向。我们正在等待其低温性能和循环寿命的测试结果,但既然其他宣称都已得到验证,这款电池本身已经相当出色了。我认为竞争对手们在等待最终测试时肯定睡不安稳。听到最新消息后,董事会会议上很可能会出现激烈的争论与不满情绪。如果真如此的话,预计很快就会有大量行业间谍出现。

嘿,已经来不及了。现在再用贬低性的谣言来压制人们对这款电池的兴趣为时已晚。情况越来越严重,证据也太多了。测试结果至关重要——确实存在一款性能惊人的电池。这些测试结果所带来的影响值得我们认真思考。