Donut Lab оприлюднив дивовижні тести продуктивності
Підтримайте роботу CleanTechnica через підписку на Substack, Patreon або Stripe. Допоможіть нам створювати якісний оригінальний контент, який ми публікуємо щотижня, незважаючи на виклики у вигляді штучного інтелекту для збору контенту, антисоціальних мереж, інфляції та інших перешкод.
Donut Lab представила свою акумуляторну батарею твердого стану світу на CES 2026, що викликало подив у багатьох та розчарування в інших, яких шокували її досягнення та заявлені характеристики. На момент написання цього тексту жодна інша компанія не виробляє практично придатну акумуляторну батарею твердого стану. Багато компаній, зокрема Quantumscape, протягом багатьох років намагалися її створити, але виявили наявність обмежень — наприклад, необхідність екстремальних механічних тисків для підтримки контакту між катодом та електродом. Такі заходи вимагають громіздких та важких конструкцій, що усуває переваги роботи акумуляторів твердого стану. Багато хто вдається до напівтвердих акумуляторів як компромісу. NIO використовувала напівтверді акумулятори для заміни батарей, але припинила їх використання через незадовільну вартість та інші практичні фактори.
Невдовзі після презентації твердотільних акумуляторів від Donut Lab почалися насмішки, безліч образ та скептицизму. Більшість критиків, як і не дивно, були представниками вже існуючих гравців на ринку акумуляторів, які мали власні інтереси у традиційних акумуляторах, компанії, які не змогли створити практичний твердотільний акумулятор, що підтверджує слова Аптона Сінклера: «Важко змусити людину щось зрозуміти, коли її зарплата залежить від того, що вона цього не розуміє». Те, що щось нове та інноваційне, не означає, що воно реальне та функціональне, тому доцільно просити дані. Деякі чекали на дані, щоб прийняти рішення, тоді як інші нетерпляче робили висновки. У цьому випадку, у відповідь на численних критиків, які стверджували, що це неможливо та шахрайство, було надано незвичайну кількість доказів, що перевищує звичайні практики в акумуляторній промисловості. Справа не в тому, що великі виробники традиційних акумуляторів не надають даних.
дах. Вони зазвичай надають детальні технічні картки, розроблені таким чином, щоб показати їхню продукцію у найкращому світлі для запланованих застосувань, а нудні інженерні деталі залишаються на другому плані, щоб вказати на обмеження. Тут немає нічого цікавого — лише звичайне. Вони рідко надають такі ґрунтовні докази для громадськості, як розбирання продукції та ґрунтовні тести, проведені незалежними експертами.Тести цвяхів
Особливо щодо акумуляторів, деякі тести проводяться для більш наглядного демонстрування найкращої продуктивності, наприклад тести проникнення цвяха. Це важливі тести, які дійсно показують певні характеристики безпеки, притаманні різним хімічним складам акумуляторів. Тести проникнення цвяха та інші тести безпеки зараз є стандартизованими вимогами до акумуляторів з можливістю перезарядки в Китаї — це позитивний крок, який забезпечує безпеку громадськості та сприяє їх використанню. Акумулятор Donut Lab протестували при напрузі на клемах 12 В, після чого провели тести проникнення цвяха, які не показали жодного вогню, диму чи вибуху, а також мінімальних змін температури — дуже нудний, але безпечний результат. Акумулятори типу NMC дають більш вражаючі результати з полум’ям та високими температурами, тоді як акумулятори типу LFP менш вражаючі та не спричиняють вогню, але утворюють дим. Акумулятори на іони натрію також дають не надто вражаючі результати тестів проникнення цвяха. Цей набір тестів від Donut Lab також показав, що акумулятор був бі...
Полярний, оскільки кінцева напруга перевищувала 12 В, а акумулятори з різною кількістю шарів показували різні напруги.Незаперечний доказ на основі твердотільних технологій
Хороші речі варті очікування, і Donut Lab надав нові дані. Останні тести підтверджують, що акумулятор має твердотільний електроліт, а виміряна гравіметрична щільність енергії становить 409 Вт·год/кг. Щільність енергії за об’ємом — 804 Вт·год/л. Докази наявності твердотільного електроліту надано кількома способами. Акумулятори можна виготовити у біполярному форматі. Це означає, що елементи розташовані один на одному всередині корпусу, що дозволяє отримувати різноманітні зовнішні напруги залежно від кількості елементів у корпусі. Це неможливо з рідким електролітом у одному корпусі. Рідкі електроліти можуть вільно циркулювати між усіма елементами в одному корпусі, а іони можуть переміщуватися між кількома елементами, що порушує бажаний послідовний потік іонів через кожен елемент. Твердотільний електроліт може залишатися на місці між катодом та анодом елемента, не створюючи шляху для іонів між іншими елементами. Біполярний акумулятор з рідким електролітом...
Для кожного електроліту в елементі необхідно передбачати окремі ізольовані камери, що ускладнює та робить незручною практичну конструкцію. Перевагою біполярної конструкції є те, що струм проходить через невелику глибину та на великій площі, що зменшує опір та потребу в матеріалі для електродів порівняно з однокомірними елементами, сконструйованими в пакетах; це підвищує співвідношення активного матеріалу та знижує витрати. При конструкції в пакетах використовується менше модулів, а кількість зовнішніх провідників зменшується. Кінцевим результатом є вища щільність як на рівні окремого елемента, так і пакета, навіть у порівнянні з технологією від окремого елемента до пакета. Під час одного з демонстраційних експериментів елемент було розбирати, і виявилося, що його внутрішня конструкція складається з повторюваних шарів. Між шарами всередині пакета не було внутрішньої механічної ізоляції. Шари з’єднані електрично шляхом накладення один на одного. Це не залишає сумнівів у тому, що акумулятор є біполярним та твердотільним.
Соціальні мережі помилилися
Хоча я вже усвідомлював, що елементи NMC з рідким електролітом не можуть витримати роботу при температурі 100°C без пошкоджень, цього було недостатньо для деяких, хто наполягав на тому, що це елемент NMC. Я спростував ідею про те, що елемент створює унікальний «відбиток пальця», показавши, що інші елементи також мають схожі значення напруги при повному заряджанні та розрядженні в умовах відкритої схеми. Інші додали ще свої аргументи. Теорія унікального «відбитка пальця» є хибною. Можливо змінити характеристики напруги за допомогою допінгу та інших методів. Біполярна робота ставить під сумнів те, чи були раніше протестовані акумулятори однокомірними чи складеними з кількох елементів. Біполярна робота та розбирання показують, що з’єднання створюють акумулятор, складений з одного елемента, що є неможливим для акумулятора NMC з рідким електролітом. Не можна припускати, що раніше протестований акумулятор у пакуванні був однокомірним. Попри все це, на диво, деякі помилково дійшли висновку...
У них немає доказів того, що акумулятор є твердотільним. Вони помиляються. Їхній висновок про те, що Donut Lab не має довіри, також є хибним та розкриває власну недостовірність.Проігнороване питання та аспект — процес
Хоча конструкція твердотільних акумуляторів та їхні виняткові характеристики потрапляють у заголовки, методи виробництва, здається, залишаються майже непоміченими. Я пояснив, чому виробничий процес може бути ще більш революційним, ніж сама твердотільна конструкція. Для тих, хто вивчає цю галузь, не є секретом, що друк є ключовим аспектом процесу виробництва твердотільних акумуляторів. Існує багато досліджень на цю тему. Дослідження показали, що CT-покриття є джерелом нанопасти, яка використовується у друкарських пристроях з сітчастим екраном. Процес, що використовує нанопасти та такі пристрої, може не потребувати обладнання в герметичних вакуумних камерах, як це необхідно у традиційних літієвих акумуляторах з рідким електролітом, що містять токсичні та легкозаймисті розчинники.
Donut Lab стверджує, що його акумулятори також не потребують процедури формування. Формування є останнім етапом у виробництві акумуляторів. На цьому етапі акумулятори піддаються першому повному заряджанню, що призводить до утворення шару твердого електролітичного інтерфейсу (SEI). Акумуляторні елементи зберігаються на стелажах протягом до тижня, що вимагає великої кількості приміщень для зберігання. Цей етап є найдорожчою частиною виробництва традиційних акумуляторів. Разом із великими герметичними приміщеннями та системами відновлення токсичних пари, виробництво традиційних акумуляторів супроводжується високими капітальними та операційними витратами. Системи відновлення пар також потребують великої кількості електроенергії. Завод потужністю 1 ГВт·год може коштувати мільярд доларів. Для порівняння, виробництво друкованих твердотільних акумуляторів без дорогих приміщень для формування та ізоляції оцінюється як значно дешевше. Разом із меншими витратами на матеріали порівняно з NMC, а також матеріалами, які легко доступні та широко поширені, друковані акумулятори...
Виробництво елементів живлення може становити справжню загрозу для існуючих інтересів, пов’язаних із величезними витратами, які тепер ризикують перетворитися на непродуктивні активи. Наразі кілька компаній розглядають можливість використання технології обробки у твердому стані з новим методом друку.Висновки та подальші кроки
З цього не можна зробити висновків щодо складу хімічних речовин у елементах живлення, але можна стверджувати, що батареї у запакованому вигляді можуть досягати показників понад 400 Вт·г/кг та 800 Вт·г/л, що свідчить про їхню твердотільну структуру та інші переваги — загалом це вражаючі результати продуктивності. Наразі інші твердження щодо продуктивності вже підтверджені, залишилося лише два важливих твердження, які не підтверджені: тривалість циклів та збереження енергії при температурі -30°C.
Результати здаються невражаючими після різких відгуків критиків, але вони все ж є. Схоже, критикам, які поставили на цей проект гроші, доведеться витягувати чеки чи гаманці. Шум та тиск через кліки в соціальних мережах на деякий час вщухли. Побачимо, чи визнають свої помилки критики. Без сумніву, деякі з них продовжуватимуть наполягати на своєму навіть тоді, коли їхні твердження будуть спростовані. Акумулятор виявився твердотільним, а не класичним NMC-типу, та здатним до біполярної роботи. Спочатку на це не звертали уваги. Ми чекаємо на демонстрацію роботи при низьких температурах та тривалості циклів, але оскільки інші твердження вже підтвердилися, акумулятор і так є вражаючим. Не думаю, що конкуренти зможуть спокійно спати, чекаючи на остаточні тести. Під час зустрічей ради директорів, почувши останні новини, може виникнути значний розлад та агресія. Очікую, що після цього промислові шпигуни почнуть активно діяти.
Це вже не так. Занадто пізно пригнічувати інтерес до цього акумулятора за допомогою принизливих чуток. Ситуація стає серйозною. Існує занадто багато доказів. Результати тестів мають значення. Існує справжній акумулятор із дивовижною продуктивністю. Наслідки цих результатів тестів вимагають уважного розгляду.