Der finnische Batteriehersteller Donut Lab hat die ersten Prüfergebnisse zu den Merkmalen seiner Feststoffbatterie veröffentlicht. Die Tests, die das finnische Technologieforschungszentrum VTT durchgeführt hatte, prüfen die Ladegeschwindigkeit der Donut Batterie und ihr thermisches Verhalten beim Laden. Sie simulieren ein Worst-Case-Szenarioohne aktive Temperaturkontrolle der Batteriezelle, bei der die Temperatur bei extrem hohen Ladegeschwindigkeiten ungehindert ansteigen kann.

Die Messung erfolgte mit zwei passiven Kühlkonfigurationen. Bei der ersten war die Zelle von zwei leicht komprimierten Aluminiumkühlplatten umschlossen und bei der zweiten war nur die Unterseite der Zelle mit einer Kühlplatte verbunden. Die Ladegeschwindigkeit wird als Laderate C angegeben, wobei 1 C bedeutet, dass eine leere Batterie in einer Stunde voll aufgeladen ist (z. B. 5C ≈ 12 min, 11C ≈ 5-6 min). Herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien mit aktiver Kühlung laden in der Regel mit 1 C bis 3 C. Bei diesem Test erreichte die Ladeleistung ohne aktive Kühlung wesentlich höhere Werte. Der Test begann mit einem Standardtest zur Entladekapazität bei 1 C, gefolgt von Schnellladetests (mit 5 C und 11 C) bei beiden Kühlkonfigurationen.

Donut Batterie ermöglicht hohe Ladegeschwindigkeiten

Die Messwerte zeigen, dass die Donut Batterie sogar ohne aktive Kühlung hohe Ladegeschwindigkeiten erlaubt. Unter den oben genannten Testbedingungen konnte man nach Angaben des Herstellers die Zelle mehr als neun Minuten lang problemlos mit 5 C geladen. Bei dieser Ladeleistung war die Batteriezelle nach rund 9,5 Minuten zu 80 % und nach nur etwas über 12 Minuten zu 100 % geladen. Nach dem Ladevorgang konnte die Zelle beim Entladen 100 % der aufgeladenen Kapazität abrufen.

Anschließend haben die Tester die Zelle mit der extremen Ladegeschwindigkeit von C 11 erneut aufgeladen. Dabei wurde die Zelle innerhalb von 4,5 Minuten von 0 auf 80 % und in nur etwas über sieben Minuten auf einen Ladestand von 100 % geladen. Bei der Entladung bei vollem Ladestand, standen 98,4 bis 99,6 % der Batterieleistungen zur Verfügung.

Auch wenn die Testbedingungen das Verhalten der Zelle in einem Batteriemodul nicht eins zu eins simulieren, belegen die Messungen nach Ansicht des Herstellers die Vorteile der Donut Batterie auch als Teil eines Moduls. Die Batteriezelle braucht keine spezielle Kompression und funktioniert auch mit passiver Kühlung; das vereinfacht die Architektur von Batteriemodulen.

„Anders als andere Feststoffbatterien, die einen hohen Kompressionsdruck brauchen und sich während der Ladezyklen um bis zu 15 – 20 % ausdehnen, ist die Donut Batterie weder auf eine spezielle Kompression noch auf starke Kühlung angewiesen. Das vereinfacht den Aufbau von Batteriemodulen enorm und ermöglicht Lösungen, die kostengünstiger, leistungsstärker und in Bezug auf die Energie- und Leistungsdichte besser sind als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien, sagt Donut-Labs-CTO Ville Piippo.

Feststoffbatterien sind ein Thema, mit dem sich die Forschung intensive beschäftigt. Das BAM entwickelt dafür Festelektrolyte. Ein Forschungsverbund will Siliziumnitrid-basierte Partikel als Anodenmaterial in sulfidbasierten Feststoffbatterien einsetzen.

Quelle: Donut Labs | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH