Donut Lab svela straordinari test di prestazioni

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Donut Lab ha presentato al mondo la sua batteria a stato solido alla CES 2026, suscitando meraviglia in molti e delusione in altri scioccati dalle loro affermazioni riguardo a prestazioni e innovazione. A oggi, nessun’altra azienda produce una batteria completamente a stato solido pronta per l’uso. Molte, come Quantumscape, ci hanno provato da anni, scoprendo però l’esistenza di limitazioni, come la necessità di pressioni meccaniche estreme per mantenere il contatto tra catodo ed elettrodo. Tali soluzioni richiedono strutture ingombranti e pesanti, annullando i vantaggi offerti dal funzionamento a stato solido. Molte aziende hanno quindi optato per batterie semisolidi come compromesso. Le batterie semisolidi sono state utilizzate da NIO per lo scambio delle batterie, ma ne è stato interrotto l’uso a causa di costi e altri fattori pratici ritenuti insoddisfacenti.

Poco dopo la presentazione della batteria a stato solido da parte di Donut Lab, seguirono grida di derisione e una valanga di insulti e scetticismo. Gran parte delle critiche, come era prevedibile, proveniva da aziende affermate del settore batterie con interessi legati alle batterie tradizionali, aziende che non erano riuscite a produrre una batteria a stato solido funzionale, confermando così il detto di Upton Sinclair: “È difficile far capire qualcosa a una persona quando il suo stipendio dipende dal fatto che non la capisca”. Il fatto che qualcosa sia nuovo e innovativo non significa necessariamente che sia reale e funzionante, perciò è prudente richiedere dati concreti. Alcuni aspettarono i dati per prendere una decisione, mentre altri trassero conclusioni in modo impaziente. In questo caso, in risposta ai numerosi critici che affermavano fosse impossibile e una truffa, fu fornita un’quantità insolitamente elevata di prove, al di là delle pratiche abituali del settore batterie. Non è che i grandi produttori di batterie tradizionali non forniscano dati.

tetto. Di solito forniscono schede tecniche attentamente redatte per presentare i loro prodotti nel modo migliore per le applicazioni previste, lasciando in secondo piano i noiosi dettagli ingegneristici che evidenziano i limiti. Non c’è nulla di interessante da vedere, solo il solito. Raramente forniscono prove pubbliche così approfondite, come smontaggi e test estensivi effettuati da verificatori indipendenti.

Test sui chiodi

In particolare per le batterie, alcuni test vengono eseguiti per dimostrare al meglio le loro prestazioni in modo più evidente, come i test di penetrazione con chiodi. Si tratta di test importanti che evidenziano alcune caratteristiche di sicurezza specifiche per le diverse chimie batteriche. I test di penetrazione con chiodi e altri test di sicurezza sono ormai requisiti standard per le batterie ricaricabili in Cina, un progresso positivo che garantisce la sicurezza pubblica e favorisce l’uso delle batterie. La batteria di Donut Lab è stata testata a una tensione terminale di 12V e successivamente sottoposta ai test di penetrazione con chiodi, i quali non hanno evidenziato alcun incendio, fumo o esplosione, con solo una lieve variazione di temperatura: un risultato piuttosto deludente ma sicuro. Le batterie NMC presentano uno spettacolo più interessante, con fiamme e alte temperature, mentre quelle LFP sono meno spettacolari e non producono fiamme, ma solo un po’ di fumo. Anche le batterie a ioni di sodio danno risultati poco significativi nei test con chiodi. Quel insieme di test effettuati da Donut Lab ha inoltre dimostrato che la batteria era bi

polare, poiché la tensione di uscita era superiore a 12 V e le batterie con diverso numero di strati presentavano tensioni diverse.

Prova inequivocabile a stato solido

Le cose buone valgono la pena dell’attesa, e Donut Lab ha fornito nuovi dati. I test più recenti dimostrano che la batteria è a stato solido e che la densità di energia gravimetrica misurata è di 409 Wh/kg. Il risultato per la densità di energia volumetrica è di 804 Wh/l. La prova dell’uso di un elettrolita a stato solido è stata fornita in diversi modi. Le batterie possono essere realizzate in formato bipolare: ciò significa che le celle sono sovrapponibili all’interno del pacchetto, generando una vasta gamma di tensioni esterne a seconda del numero di celle presenti. Questo è impossibile con un elettrolita liquido in un unico pacchetto. Gli elettroliti liquidi possono fluire liberamente tra tutte le celle dello stesso pacchetto e gli ioni possono spostarsi tra più celle, compromettendo il flusso ionico sequenziale desiderato attraverso ciascuna cella sovrapponibile. Un elettrolita a stato solido può rimanere fermo tra la catodo e l’anodo di una cella senza fornire un percorso agli ioni tra le altre celle. Una batteria bipolare con elettrolita liquido...

È necessario fornire camere isolate separate per ciascun elettrolita delle celle, il che rende la costruzione pratica difficile e ingombrante. Il vantaggio della struttura bipolare è che la corrente scorre attraverso uno spessore ridotto su un’area ampia, generando meno resistenza e richiedendo meno materiale per gli elettrodi rispetto alle singole celle assemblate in un pacco, aumentando così il rapporto tra materiale attivo e riducendo i costi. Nella costruzione in pacco vengono utilizzati meno moduli e i conduttori esterni sono ridotti. L’effetto complessivo è una maggiore densità sia a livello di batteria che di pacco, anche rispetto alla tecnologia cella-pacco. In una dimostrazione notevole, la cella è stata smontata e si è visto che la sua struttura interna era costituita da strati ripetuti; non esisteva alcuna isolazione meccanica interna tra i vari strati all’interno del pacco. Gli strati sono collegati elettricamente grazie allo stoccaggio sovrapposto. Ciò non lascia dubbi sul fatto che la batteria sia di tipo bipolare e a stato solido.

I social media hanno sbagliato

Anche se avevo già riconosciuto che le celle NMC a elettrolita liquido non potevano resistere al funzionamento a 100°C senza danni, ciò non costituiva una prova sufficiente per coloro che insistevano sul fatto si trattasse comunque di una cella NMC. Ho confutato l’idea secondo cui una cella produca un “impronta digitale” unica dimostrando che altre celle generavano tensioni di carica e scarica a circuito aperto simili. Altri hanno ulteriormente approfondito l’argomento. La teoria dell’“impronta digitale” unica è errata: è possibile modificare le caratteristiche di tensione mediante il doping e altri metodi. Il funzionamento bipolare solleva dubbi sul fatto che le batterie testate in precedenza fossero costituite da una singola cella o da più celle sovrapponibili. Il funzionamento bipolare e lo smontaggio evidenziano che le connessioni creano una batteria a singola cella sovrapponibile, cosa impossibile per una batteria NMC a elettrolita liquido. Non si può quindi presumere che la batteria confezionata in precedenza fosse effettivamente una cella singola. Nonostante tutto ciò, incredibilmente, alcuni hanno tratto conclusioni errate.

Non esistono prove che la batteria sia di tipo a stato solido. Hanno torto. La loro conclusione secondo cui Donut Lab non abbia credibilità è altrettanto errata e mette in luce la loro stessa mancanza di credibilità.

Un aspetto e una questione trascurati: il processo di produzione

Mentre la costruzione a stato solido e le straordinarie prestazioni delle batterie occupano i titoli dei giornali, i metodi di produzione sembrano ricevere poca attenzione. Ho spiegato perché il processo di fabbricazione potrebbe essere ancora più rivoluzionario del funzionamento a stato solido. Per coloro che studiano questo campo, non è un segreto che la stampa sia stata un elemento centrale nel processo di produzione a stato solido: esistono molti studi in merito. Le indagini hanno dimostrato che le vernici a base di CT sono la fonte delle paste nanometriche utilizzate con le stampanti a serigrafia. Un processo che impiega paste nanometriche e tali stampanti potrebbe non richiedere macchinari in camere a vuoto sigillate, evitando così l’uso di solventi tossici e infiammabili come quelli presenti nelle tradizionali batterie a elettrolita liquido.

Donut Lab afferma che anche le sue batterie non richiedono la fase di formazione. La formazione rappresenta l’ultima fase nella produzione delle batterie: in questa fase le batterie vengono caricate per intero per la prima volta, formando lo strato dell’interfaccia elettrolita solido (SEI). Le cellule vengono conservate su scaffali per un massimo di una settimana, richiedendo grandi quantità di spazio di stoccaggio. Questa fase è la parte più costosa nella produzione delle batterie tradizionali. Insieme alle grandi stanze sigillate e ai sistemi di recupero dei vapori tossici, la produzione delle batterie tradizionali è estremamente onerosa in termini di costi di capitale e operativi. Anche il recupero dei vapori richiede grandi quantità di elettricità. Una fabbrica con capacità di 1 GWh può costare un miliardo di dollari. Per confronto, si stima che la produzione di batterie a stato solido stampate, senza le costose fasi di formazione e le stanze di contenimento che richiedono molto spazio, abbia costi circa un ordine di grandezza inferiori. Inoltre, grazie a costi dei materiali più bassi rispetto ai NMC e all’uso di materiali facilmente reperibili e ampiamente disponibili, le batterie stampate...

La produzione su larga scala potrebbe rappresentare una vera minaccia per gli interessi consolidati, caratterizzati da enormi costi già sostenuti che ora rischiano di trasformarsi in attività inutilizzabili. Attualmente diverse aziende stanno valutando l’uso del processo a stato solido con il nuovo metodo di stampa.

Conclusione e prossimi passi

Da ciò non è possibile trarre conclusioni riguardo alla chimica delle celle, ma possiamo affermare che le batterie possono raggiungere valori superiori a 400 Wh/kg e 800 Wh/l in formato confezionato, sono effettivamente a stato solido e presentano altri vantaggi; in sintesi, si tratta di risultati prestazionali straordinari. Finora altre affermazioni sulle prestazioni sono state verificate, lasciando soltanto due importanti aspetti ancora non confermati: la durata dei cicli e il mantenimento dell’energia a -30°C.

I risultati sembrano deludenti dopo le reazioni negative dei critici, ma eccoli lì. Sembra che coloro che hanno scommesso su di essi dovranno tirare fuori assegni o portafogli. Il clamore e la pressione legati ai click sui social media si sono attenuati per un po’. Vedremo se i critici ammetteranno i propri errori. Senza dubbio, alcuni continueranno a insistere anche quando verrà dimostrato che hanno torto. La batteria si è rivelata di tipo a stato solido, non una batteria NMC tradizionale, e in grado di funzionare in modalità bipolare. All’inizio la modalità bipolare non era un obiettivo principale. Stiamo aspettando dimostrazioni del funzionamento a basse temperature e della durata dei cicli, ma ora che le altre caratteristiche sono state verificate, la batteria è già notevole. Non credo che i concorrenti possano dormire sonni tranquilli in attesa degli ultimi test. Potrebbero esserci notevole agitazione e asprezza nelle riunioni di consiglio di amministrazione alla notizia più recente. Prevedo che, dopo questo, gli spie industriali saranno in molti ad intervenire.

Ehi, non ancora. È troppo tardi per frenare l’interesse per questa batteria con voci diffamatorie. La situazione sta diventando seria: ci sono troppe prove. I risultati dei test sono importanti. Esiste davvero una batteria con prestazioni sorprendenti. Le conseguenze di questi risultati richiedono un’attenta valutazione.