Donut Lab ujawnia zdumiewające testy wydajności
Podziel się z CleanTechnica swoim wsparciem poprzez subskrypcję na Substacku, Patreonie lub Stripe. Pomóż nam tworzyć wysokiej jakości, oryginalne treści, które publikujemy co tydzień, mimo wyzwań stawianych przez sztuczną inteligencję do pobierania treści, antyspołeczne media, inflację oraz inne przeszkody.
Donut Lab zaprezentował na CES 2026 swoją baterię w stanie stałym, co wzbudziło zdumienie u wielu, a przygnębienie u innych zszokowanych ich osiągnięciami oraz deklarowanymi parametrami wydajności. W chwili pisania tego tekstu żadna inna firma nie produkuje praktycznie wykorzystywanej baterii w pełni w stanie stałym. Wiele firm, takich jak Quantumscape, próbuje od lat, lecz odkrywa istnienie ograniczeń – np. konieczność stosowania ekstremalnych ciśnień mechanicznych, aby utrzymać kontakt między katodą a elektrodą. Takie rozwiązania wymagają masywnych i ciężkich elementów podtrzymujących, co eliminuje zalety działania baterii w stanie stałym. Wiele firm ucieka się do rozwiązań półstałych jako kompromisu. Baterie półstałe były używane przez NIO do wymiany baterii, ale przestały być stosowane, ponieważ koszty oraz inne czynniki praktyczne okazały się niesatysfakcjonujące.
Niedługo po prezentacji baterii stanu stałego przez Donut Lab nastąpiły okrzyki drwin oraz seria obelg i sceptycyzmu. Większość krytyki, co nie dziwi, pochodziła od ugruntowanych graczy na rynku baterii, którzy mieli interesy związane z tradycyjnymi bateriami, a także od firm, które nie były w stanie stworzyć praktycznej baterii stanu stałego, co potwierdza słowa Uptona Sinclaira: „Trudno sprawić, by człowiek coś zrozumiał, gdy jego pensja zależy od tego, że tego nie zrozumie”. To, że coś jest nowe i innowacyjne, nie oznacza, że jest rzeczywiste i funkcjonuje – więc rozsądnie jest zażądać danych. Jedni czekali na dane przed podjęciem decyzji, inni natomiast niecierpliwie wyciągali wnioski. W tym przypadku, w odpowiedzi na licznych krytyków twierdzących, że to niemożliwe i oszustwo, przedstawiono niezwykle dużą ilość dowodów, przekraczającą standardy stosowane w branży baterii. Nie chodzi o to, że duzi producenci tradycyjnych baterii nie dostarczają danych.
dach. Zazwyczaj dostarczają starannie przygotowane karty specyfikacyjne, które przedstawiają ich produkty w najlepszym świetle dla zamierzonych zastosowań, a nudne szczegóły inżynieryjne są umieszczone na drugim planie, aby pokazać ograniczenia. Nie ma tu nic ciekawego, tylko to, co zwykle. Rzadko dostarczają tak rozbudowanych dowodów publicznych, takich jak demontaż i szczegółowe testy przeprowadzone przez niezależnych testerów.Testy gwoździ
W szczególności w przypadku baterii niektóre testy są przeprowadzane w celu pokazania najlepszych osiągów w bardziej spektakularny sposób, np. testy penetracji gwoździem. Są to ważne testy, które pokazują niektóre z cech bezpieczeństwa charakterystycznych dla różnych chemii baterii. Testy penetracji gwoździem oraz inne testy bezpieczeństwa są obecnie standardowymi wymaganiami dla baterii ładowalnych w Chinach – co stanowi pozytywny krok zapewniający bezpieczeństwo publiczne i ułatwiający używanie baterii. Bateria z Donut Lab została przetestowana przy napięciu końcowym 12 V, a następnie przeprowadzono na niej testy penetracji gwoździem, które nie wykazały żadnego ognia, dymu ani eksplozji, a zmiana temperatury była minimalna – co stanowi bardzo nudny, ale bezpieczny wynik. Baterie typu NMC dają bardziej spektakularne efekty w postaci płomieni i wysokich temperatur, natomiast baterie typu LFP są mniej efektowne i nie powodują ognia, ale wytwarzają trochę dymu. Baterie jonowe sodu również dają niespektakularne wyniki w testach z gwoździem. Ten zestaw testów przeprowadzonych przez Donut Lab pokazał również, że bateria była bi
bipolarny, ponieważ napięcie na końcu obwodu przekraczało 12 V, a baterie o różnej liczbie warstw wykazywały kilka różnych napięć.Niezaprzeczalny dowód na bazie układów stałoprądowych
Dobre rzeczy wymagają cierpliwości, a Donut Lab dostarczyło nowe dane. Najnowsze testy potwierdzają, że bateria ma konstrukcję typu solid-state, a zmierzona gęstość energii gravimetrycznej wynosi 409 Wh/kg. Wynik gęstości energii objętościowej to 804 Wh/l. Dowody na konstrukcję typu solid-state zostały przedstawione na kilka sposobów. Baterie te mogą być produkowane w formacie bipolar. Oznacza to, że ogniwa są ułożone jedno na drugim wewnątrz opakowania, co daje szeroki zakres napięć zewnętrznych w zależności od liczby ogniw w opakowaniu. Jest to niemożliwe przy użyciu elektrolitu ciekłego w jednym opakowaniu. Elektrolity ciekłe mogą swobodnie przepływać pomiędzy wszystkimi ogniwami w tym samym opakowaniu, a jony mogą przemieszczać się między wieloma ogniwami, co zakłóca pożądany ciągły przepływ jonów przez każde z ułożonych ogniw. Elektrolit typu solid-state może pozostać na swoim miejscu pomiędzy katodą a anodą ogniwa, nie tworząc ścieżki dla jonów między innymi ogniwami. Bateria bipolar z elektrolitem ciekłym
Aby zrealizować tę konstrukcję, należy zapewnić oddzielne, izolowane komory dla każdego elektrolitu komórki, co utrudnia i komplikuje praktyczną budowę. Zaletą konstrukcji bipolaryjnej jest to, że prąd przepływa przez niewielką głębokość na dużym obszarze, co zapewnia mniejszy opór i wymaga mniej materiału elektrodowego niż w przypadku pojedynczych komórek złożonych w pakiet, zwiększając tym samym stosunek materiału aktywnego i obniżając koszty. W konstrukcji pakietowej używa się mniej modułów, a liczba zewnętrznych przewodników jest mniejsza. Efektem końcowym jest wyższa gęstość zarówno na poziomie pojedynczej baterii, jak i pakietu, nawet w porównaniu z technologią od komórki do pakietu. Podczas niezwykłej demonstracji komórka została rozebrana i okazało się, że jej wewnętrzna konstrukcja składa się z powtarzających się warstw. Wewnątrz pakietu nie istniała żadna mechaniczna izolacja pomiędzy warstwami. Warstwy są połączone elektrycznie poprzez ułożenie jedna na drugiej. To nie pozostawia wątpliwości co do tego, że bateria jest bipolarna i typu stałego.
Media społecznościowe popełniły błąd
Chociaż już wcześniej zdałem sobie sprawę, że komórki NMC z cieczowym elektrolitem nie mogą przetrwać pracy w temperaturze 100°C bez uszkodzeń, to dla niektórych, którzy upierali się, że to komórka NMC, nie było to wystarczającym dowodem. Obaliłem ideę, jakoby komórka tworzyła unikalny „odpis palca”, pokazując, że inne komórki wykazywały podobne napięcia przy pełnym naładowaniu i rozładowaniu w obwodzie otwartym. Inni dodali do tego swoje uwagi. Teoria unikalnego „odpisu palca” jest błędna – możliwe jest modyfikowanie charakterystyk napięcia poprzez domieszkowanie i inne metody. Praca bipolarna stawia pod znakiem zapytania, czy wcześniej testowane baterie były pojedynczymi komórkami, czy wieloma ułożonymi jedna na drugiej. Praca bipolarna oraz demontaż pokazują, że połączenia tworzą baterię z jedną warstwą komórek, co jest niemożliwe w przypadku baterii NMC z cieczowym elektrolitem. Nie można zakładać, że wcześniej testowana, zapakowana bateria była pojedynczą komórką. Mimo tego, co powiedziano, nieprawdopodobne, ale niektórzy błędnie doszli do takiego wniosku.
Nie ma żadnych dowodów na to, że bateria jest typu solid-state. Mylą się. Ich wniosek, że Donut Lab nie ma wiarygodności, jest równie błędny i ujawnia ich własną wiarygodność.Kwestia i historia przeoczona — proces
Podczas gdy konstrukcja typu solid-state oraz niezwykła wydajność baterii trafiają na pierwsze strony gazet, metody procesowe zdają się przyciągać niewielką uwagę. Wyjaśniłem, dlaczego proces produkcji może być bardziej rewolucyjny niż sama praca w trybie solid-state. Dla tych, którzy badają ten obszar, nie jest tajemnicą, że druk stanowi główny element procesu produkcji baterii typu solid-state. Istnieje wiele badań na ten temat. Badania wykazały, że warstwy CT są źródłem nano past używanych w drukarkach sitodruku. Proces wykorzystujący nano pasty i drukarki może nie wymagać urządzeń w hermetycznych komorach próżniowych, co eliminuje konieczność używania toksycznych, łatwopalnych rozpuszczalników, jak w tradycyjnych bateriach litowych z elektrolitem ciekłym.
Donut Lab twierdzi, że jego baterie również nie wymagają procesu formowania. Formowanie jest ostatnim etapem w produkcji baterii – to właśnie na tym etapie baterie są pierwszy raz w pełni naładowywane, co powoduje powstanie warstwy stałego interfejsu elektrolitu (SEI). Komórki przechowywane są na półkach przez maksymalnie tydzień, co wymaga dużo miejsca magazynowego. Ten etap jest najdroższą częścią produkcji tradycyjnych baterii. W połączeniu z dużymi, hermetycznymi pomieszczeniami oraz systemami odzyskiwania toksycznych oparów, produkcja tradycyjnych baterii jest niezwykle kosztowna pod względem kapitałowym i operacyjnym. Odzyskiwanie oparów wymaga również dużej ilości energii elektrycznej. Fabryka o mocy 1 GWh może kosztować miliard dolarów. Dla porównania, produkcja drukowanych baterii stanu stałego, bez drogiego i zajmującego dużo miejsca procesu formowania oraz specjalnych pomieszczeń, ma kosztować o rzęd wielkości niższy. Dodatkowo, dzięki tańszym kosztom materiałów w porównaniu z NMC oraz łatwo dostępnym i powszechnie dostępnym surowcom, drukowane baterie są jeszcze bardziej konkurencyjne cenowo.
Przemysł baterii może stanowić rzeczywiste zagrożenie dla istniejących interesów grup posiadających ogromne koszty już poniesione, które teraz ryzykują zamienienie się w aktywa bez wartości. Obecnie kilka firm bada możliwość wykorzystania procesowania w stanie stałym przy nowej metodzie druku.Wniosek i dalsze kroki
Z tego nie można wyciągnąć żadnych wniosków dotyczących składu chemicznego komórek, ale możemy stwierdzić, że baterie w formie zapakowanej mogą osiągać wartość ponad 400 Wh/kg i 800 Wh/l, są rzeczywiście w stanie stałym i mają inne zalety — ogólnie mówiąc, to imponujące wyniki wydajności. Do tej pory potwierdzono inne twierdzenia dotyczące wydajności, pozostawiając jedynie dwa ważne twierdzenia bez potwierdzenia: czas życia cyklu oraz zachowanie energii przy temperaturze -30°C.
Wyniki wydają się nieco rozczarowujące po krytycznych komentarzach krytyków, ale oto one. Zaczyna się wydawać, że ci, którzy postawili na to pieniądze, mogą musieć sięgnąć po swoje czeki lub portfele. Hałas i presja związana z kliknięciami w mediach społecznościowych już na jakiś czas ucichły. Zobaczymy, czy krytycy przyznają się do błędu. Bez wątpienia niektórzy krytycy będą upierać się nawet wtedy, gdy okaże się, że się mylą. Bateria okazała się typu solid-state, a nie tradycyjnego typu NMC, i jest zdolna do pracy w trybie bipolar. Na początku praca w tym trybie nie była priorytetem. Czekamy na demonstracje jej działania w niskich temperaturach oraz informacje o liczbie cykli pracy, ale skoro inne twierdzenia zostały już potwierdzone, bateria jest już niezwykła. Myślę, że konkurencja nie będzie mogła spokojnie spać, czekając na ostateczne testy. Podczas spotkań zarządu po usłyszeniu najnowszych wiadomości może panować spory niepokój i ostrość w dyskusjach. Spodziewam się, że po tym wydarzeniu w dużych ilościach pojawią się szpiedzy przemysłowi.
Hej, to nieprawda. Jest już za późno, by tłumić zainteresowanie tymi bateriami poprzez negatywne plotki. Sytuacja staje się poważna – istnieje zbyt wiele dowodów. Wyniki testów są ważne; istnieje naprawdę dobra bateria o zdumiewającej wydajności. Konsekwencje tych wyników wymagają poważnej oceny.