Come anticipato qualche giorno fa, la start-up finlandese Donut Lab ha pubblicato altri dati scaturiti dai test indipendenti sulla propria batteria allo stato solido, per dimostrare che le celle sono in grado di resistere al calore estremo, funzionando senza problemi. Ricordiamo che Donut Lab è fornitore di Verge Motorcycles e che, dopo la presentazione della Verge TS Pro al CES di Las Vegas, si erano scatenate diverse polemiche, di cui vi abbiamo raccontato qui. Polemiche a cui Donut Lab sta rispondendo con i test svolti da un ente indipendente, nello specifico dal Centro di Ricerca Tecnica VTT con sede in Finlandia.

L'INSTABILITA' TERMICA

I test sono stati effettuati concentrandosi esclusivamente sulle prestazioni ad alta temperatura. Questo è importante, perché il calore è il tallone d'Achille delle batterie agli ioni di litio convenzionali, che devono lavorare in una finestra compresa tra 25 e 45 °C, senza mai superare i 60-70 °C. Una volta superata questa soglia, infatti, la resistenza interna aumenta, la capacità diminuisce e, nel peggiore dei casi, si entra in una situazione di instabilità termica. È per questo che i mezzi elettrici moderni hanno sistemi di raffreddamento, software di gestione termica e buffer di sicurezza.

IL CALORE RIDUCE L'EFFICIENZA

Il calore, infatti, non riduce solo l'efficienza, ma anche la durata della batteria, oltre ad aumentare i rischi per la sicurezza. Le batterie allo stato solido, in teoria, superano questi limiti, perché rimuovono l'elettrolita liquido infiammabile e lo sostituiscono con un materiale solido. In questo modo si riduce il rischio di incendio e si aumenta la stabilità termica, permettendo allo stesso tempo di aumentare la densità energetica e la durata della batteria tessa. Il rovescio della medaglia è che finora nessuno è riuscito a ottenere la corretta affidabilità per portare lo stato solido nella produzione di serie.

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I TEST A 80 °C E A 100 °C

Tornando alla seconda tornata di test condotti da VTT, inizialmente è stata stabilita la temperatura ambiente come base di partenza, con una scarica standard di 1 °C fino a 2,7 volt, seguita da una ricarica a 4,15 volt. Da lì, la temperatura della camera è stata aumentata a 80 °C ed è stato ripetuto lo stesso test di scarica di 1 °C. Il processo è stato poi portato a 100 °C, questa volta utilizzando una velocità di scarica di 0,5 °C. Infine, la cella è stata raffreddata nuovamente a 20 °C e ricaricata per confermare che mantenesse la sua capacità originale. Donut Lab afferma che a 80 °C, la cella ha fornito fino al 110% della sua capacità nominale a temperatura ambiente, mentre a 100 °C, ha raggiunto circa il 107% della capacità nominale.

TEMPERATURA E TENSIONE

Questo sembra controintuitivo, perché le batterie non dovrebbero aumentare la capacità con l'aumentare della temperatura, ma la spiegazione risiede nella resistenza interna. All'aumentare della temperatura, la resistenza all'interno della cella diminuisce, riducendo il calo di tensione sotto carico. Una minore caduta di tensione durante la scarica si traduce in più energia utilizzabile prima di raggiungere la soglia di interruzione inferiore. In termini pratici, la batteria può accedere a una quantità maggiore di quella già presente. Fondamentalmente, la cella non ha mostrato alcun degrado funzionale dopo essere stata riportata a temperatura ambiente.

LE CONDIZIONI REALI

Naturalmente si tratta di test a livello di cella e non di un veicolo completo che resiste a migliaia di cicli in condizioni reali. Temi come longevità, stress test da ricarica rapida, resistenza agli urti e la producibilità su larga scala sono gli altri ostacoli che ancora non hanno permesso alle batterie allo stato solido di uscire dai laboratori. Sono tutti interrogativi che restano aperti, anche dopo i test di Donut Lab, che comunque non dimostrano come si comporterà la cella allo stato solido dopo centinaia o migliaia di cicli ad alta temperatura, ovvero quelli a cui viene sottoposta nella sua vita reale.

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