Donut Lab представляет удивительные тесты производительности
Поддержите работу CleanTechnica, оформив подписку через Substack, Patreon или Stripe. Помогите нам создавать всё качественное оригинальное содержимое, которое мы публикуем каждую неделю, несмотря на трудности, связанные с ИИ для извлечения контента, антисоциальными соцсетями, инфляцией и другими препятствиями.
Компания Donut Lab представила миру свою батарею твердотельного типа на выставке CES 2026, что вызвало удивление у многих, а также разочарование у тех, кто был шокирован заявленными результатами и характеристиками устройства. На момент написания этого текста ни одна другая компания не производит практически готовую к использованию батарею полностью твердотельного типа. Многие компании, такие как Quantumscape, пытались создать подобные батареи в течение многих лет, но столкнулись с ограничениями — например, необходимостью экстремального механического давления для поддержания контакта между катодом и электродом. Для реализации таких условий требуется громоздкая и тяжелая конструкция, что сводит на нет преимущества использования твердотельных батарей. Поэтому многие обратились к полутвердотельным вариантам в качестве компромисса. Компания NIO использовала полутвердотельные батареи для замены аккумуляторов, но прекратила их применение из-за неудовлетворительных затрат и других практических факторов.
Вскоре после презентации твердотельных аккумуляторов от компании Donut Lab последовали насмешки, оскорбления и скептицизм. Как и следовало ожидать, большинство критики исходило от устоявшихся игроков рынка аккумуляторов, имеющих интересы в традиционных аккумуляторах, — компаний, которые не смогли создать практически применимый твердотельный аккумулятор, что подтверждает слова Уптона Синклера: «Трудно заставить человека что-то понять, когда его зарплата зависит от того, что он этого не понимает». То, что технология нова и инновационна, ещё не означает, что она реальна и работоспособна; поэтому разумно запросить соответствующие данные. Одни ждали данных, чтобы принять решение, в то время как другие нетерпеливо делали выводы. В данном случае, в ответ на множество критиков, утверждавших, что это невозможно и это мошенничество, было предоставлено необычайно большое количество доказательств, превышающее обычные стандарты в аккумуляторной промышленности. Дело не в том, что крупные производители традиционных аккумуляторов не предоставляют...
крыша. Обычно они предоставляют тщательно составленные технические спецификации, в которых их продукты показаны в наилучшем свете для предполагаемых целей, а скучные технические детали отодвигаются на второй план, указывая на ограничения. Здесь нечего видеть — всё как обычно. Они редко предоставляют столь подробные публичные доказательства, такие как разборка устройств и обширные тесты, проведённые независимыми экспертами.Тесты гвоздей
В частности, при тестировании аккумуляторов некоторые испытания проводятся для более наглядной демонстрации их лучших характеристик, такие как тесты на проникновение гвоздя. Это важные испытания, позволяющие оценить уровень безопасности, характерный для различных типов химических составов аккумуляторов. Тесты на проникновение гвоздя и другие испытания на безопасность в настоящее время являются стандартными требованиями к перезаряжаемым аккумуляторам в Китае, что способствует обеспечению безопасности населения и более эффективному использованию аккумуляторов. Аккумулятор Donut Lab проходил тестирование при напряжении на терминалах 12 В, после чего были проведены тесты на проникновение гвоздя, в ходе которых не наблюдалось ни огня, ни дыма, ни взрыва, а изменение температуры было минимальным — результаты оказались довольно скучными, но безопасными. Аккумуляторы на основе технологии NMC демонстрируют более зрелищные проявления при горении и повышенной температуре, в то время как аккумуляторы на основе технологии LFP менее заметны в этих аспектах, не вызывая огня, но выделяя некоторое количество дыма. Аккумуляторы на ионтах натрия также дают не особо примечательные результаты при тестах на проникновение гвоздя. Результаты всех испытаний, проведенных в лаборатории Donut Lab, также показали, что аккумулятор был би
полярным, поскольку терминальное напряжение превышало 12 В, а аккумуляторы с разным количеством слоев показывали несколько разных значений напряжения.Неоспоримое доказательство на основе твердотельных технологий
Хорошие вещи стоят ожидания, и компания Donut Lab предоставила новые данные. Последние тесты подтверждают, что аккумулятор имеет твердотельную структуру, а измеренная гравиметрическая энергетическая плотность составляет 409 Вт·ч/кг. Показатель объемной энергетической плотности — 804 Вт·ч/л. Доказательства твердотельной структуры были предоставлены несколькими способами. Аккумуляторы могут изготавливаться в биполярном формате, что означает, что элементы складываются друг на друга внутри корпуса, обеспечивая широкий диапазон внешних напряжений в зависимости от количества элементов. Это невозможно при использовании жидкого электролита в одном корпусе. Жидкий электролит может свободно циркулировать между всеми элементами в одном корпусе, а ионы могут перемещаться между несколькими элементами, нарушая желаемый последовательный поток ионов через каждый элемент. Твердотельный электролит может оставаться на месте между катодом и анодом элемента, не создавая пути для ионов между другими элементами. Биполярные аккумуляторы с жидким электролитом...
Для каждого электролита в элементе необходимо предусмотреть отдельные изолированные камеры, что затрудняет практическую сборку и делает устройство громоздким. Преимущество биполярной конструкции заключается в том, что ток проходит на небольшой глубине по большой площади, что снижает сопротивление и требует меньше электродного материала по сравнению с одноэлементными конструкциями, увеличивая долю активного материала и снижая затраты. При конструкции из нескольких элементов используется меньше модулей, а количество внешних проводников сокращается. В результате достигается более высокая плотность как на уровне отдельного элемента, так и всей батареи, даже по сравнению с технологией соединения элементов в пакет. В одном из удивительных демонстраций элемент был разобран, и оказалось, что его внутренняя структура состоит из повторяющихся слоев; между слоями внутри корпуса отсутствовала механическая изоляция. Слои соединены электрически за счет их наложения друг на друга. Это не оставляет сомнений в том, что батарея является биполярной и полупроводниковой.
Социальные сети ошиблись
Хотя я уже понимал, что аккумуляторы NMC с жидким электролитом не могут выдерживать работу при температуре 100°C без повреждений, этого оказалось недостаточно для тех, кто настаивал на том, что речь идет об аккумуляторе NMC. Я опроверг идею о наличии у аккумулятора уникального «отпечатка пальца», показав, что другие аккумуляторы также демонстрируют схожие значения напряжения при полной зарядке и разряде в открытой цепи. Другие исследователи продолжили развивать эту тему. Теория уникального «отпечатка пальца» ошибочна: характеристики напряжения можно изменить с помощью допирования и других методов. Биполярная работа ставит под сомнение вопрос о том, были ли ранее протестированные аккумуляторы одноклеточными или состояли из нескольких скопленных вместе клеток. Биполярная работа и демонтаж показывают, что соединения создают аккумулятор с одной скопленной клеткой, что невозможно для аккумулятора NMC с жидким электролитом. Нельзя предполагать, что ранее упакованный аккумулятор был одноклеточным. Несмотря на все это, к удивлению, некоторые ошибочно пришли к такому выводу.
У них нет доказательств того, что аккумулятор является твердотельным. Они ошибаются. Их вывод о том, что компания Donut Lab не заслуживает доверия, также ошибочен и подрывает доверие к ним самим.Процесс — аспект, который игнорируется
Пока конструкция твердотельных аккумуляторов и их выдающиеся характеристики попадают в заголовки новостей, методы производства, по-видимому, привлекают мало внимания. Я объяснил, почему производственный процесс может оказаться более революционным, чем сам принцип твердотельной работы. Для тех, кто изучает эту область, не секрет, что печать является ключевым аспектом процесса производства твердотельных аккумуляторов; существует множество исследований на эту тему. Исследования показали, что CT-покрытия являются источником нанопаст, используемых в струйных принтерах. Процесс с использованием нанопаст и принтеров может не требовать оборудования в герметичных вакуумных камерах, как это необходимо для традиционных литий-аккумуляторов с жидким электролитом, содержащих токсичные и легковоспламеняющиеся растворители.
Компания Donut Lab утверждает, что их аккумуляторы также не требуют процедуры формирования. Формирование является последним этапом производства аккумуляторов; на этом этапе аккумуляторы первый раз полностью заряжаются, что приводит к образованию слоя твердоэлектролитной интерфейсы (SEI). Компоненты аккумуляторов хранятся на стеллажах до недели, что требует большого количества места для хранения. Этот этап является самым дорогим в производстве традиционных аккумуляторов. Помимо больших герметичных помещений и систем восстановления токсичных паров, производство традиционных аккумуляторов сопряжено с высокими капитальными и операционными затратами. Системы восстановления паров также требуют большого количества электроэнергии. Завод мощностью 1 ГВт·ч может стоить миллиард долларов. Для сравнения, производство печатных твердотельных аккумуляторов без дорогих и пространствозанимающих процедур формирования и специальных помещений, предназначенных для контроля, оценивается как стоящее в десять раз меньше. Кроме того, благодаря более низкой стоимости материалов по сравнению с NMC, а также использованию легко доступных и широко распространенных материалов, печатные аккумуляторы...
Производство на основе твердотельных материалов может представлять реальную угрозу для заинтересованных сторон с огромными затратами, которые теперь рискуют превратиться в бесполезные активы. В настоящее время несколько компаний рассматривают возможность использования твердотельных процессов с помощью нового метода печати.Заключение и дальнейшие шаги
Из этого невозможно сделать выводы относительно химического состава элементов, но можно сказать, что батареи могут достигать энергоемкости свыше 400 Вт·ч/кг и 800 Вт·ч/л в упакованном виде, являются твердотельными и обладают дополнительными преимуществами — в целом это потрясающие показатели производительности. На данный момент другие заявленные характеристики были проверены, и остались лишь две важные характеристики, не подтвержденные: срок службы и уровень сохранения энергии при температуре -30°C.
После яростных комментариев критиков результаты кажутся не такими уж впечатляющими, но они есть. Похоже, критикам, которые поставили на это деньги, придётся доставать чековые книжки или кошельки. Шумиха и давление из-за кликов в социальных сетях на время утихли. Посмотрим, признают ли критики свою ошибку. Без сомнения, некоторые будут настаивать на своём даже тогда, когда станет ясно, что они неправы. Аккумулятор оказался твердотельным, а не традиционным NMC, и способен к биполярной работе. В начале биполярная работа не была приоритетом. Мы ждём демонстраций работы при низких температурах и длительности циклов зарядки, но теперь, когда другие утверждения подтверждены, этот аккумулятор уже выглядит впечатляюще. Думаю, конкуренты не смогут спокойно спать в ожидании окончательных тестов. При услышании последних новостей на собраниях руководства может возникнуть значительное беспокойство и раздражение. Ожидаю, что после этого в большом количестве появятся промышленные шпионы, если т
Эй, уже слишком поздно. Слишком поздно пытаться снизить интерес к этой батарее с помощью уничижительных слухов. Ситуация становится серьезной — есть слишком много доказательств. Результаты тестов имеют большое значение: существует настоящая батарея с удивительными характеристиками. Последствия этих результатов тестов требуют серьезного рассмотрения.