今年初,芬兰初创企业Donut Lab正式宣布推出了全球首款具备商业化量产条件的全固态电池,引发了业界的广泛关注。
这款电池在技术规格上表现令人瞩目:能量密度达到了400Wh/kg,且充电速度惊人,仅需5分钟即可充满电。更重要的是,其循环充放电次数高达10万次,远超传统锂离子电池约5000次的上限。在-30℃至100℃的极端温度范围内,该电池的容量保持率依然能超过99%,并且充电效率不受温度变化的影响,这些特性预示着其在严苛环境下的可靠性。
近日,芬兰国有研究机构VTT技术研究中心对这款全固态电池进行了独立测试,旨在验证其在不同充电倍率和散热条件下的性能表现。测试结果显示:
在11C高倍率充电并配备双散热器的情况下,电芯仅需4.5分钟就能充至80%的电量,此时表面温度从初始的26.5℃上升到峰值63℃。而当采用5C倍率充电时,加上单散热器,电芯充满电后的温度上升至61.5℃。当使用5C倍率并配备双散热器时,初始温度为23.4℃,最终峰值温度仅为47℃,表现出出色的温控能力。
据介绍,Donut Lab的全固态电池采用了高离子传导率的固态电解质,并结合了特殊的电极结构设计,成功实现了11C的极端充电速率。这一技术突破有望解决困扰固态电池发展的快充与容量衰减之间的矛盾,是其迈向广泛应用的关键一步。
值得注意的是,即使在11C的极快充电条件下,电池表面最高温度也仅为63°C,远低于锂电池容易发生热失控的阈值(通常大于100°C)。特别是双散热器配置,更能将温度进一步将至47°C,这无疑大大提升了其在电动车辆等应用中的安全性,能有效满足车辆的使用安全标准。
此外,与传统锂电池相比,这款固态电池无需复杂的冷却系统和压力维持装置,这将显著简化电池包的设计,降低制造成本,同时进一步提升整体安全性。这对于电动汽车行业来说,意味着更轻便、更安全、更经济的电池解决方案的出现。
然而,本次测试也暴露出一些潜在的挑战。在11C倍率下,若仅使用单散热器(这被认为是接近极简热管理配置),电芯表面温度一度触及90℃的安全切断阈值,迫使VTT中断了测试。经过4分钟的冷却,研究人员通过更紧密地固定电芯与散热器以改善导热,测试才得以继续。尽管如此,这次90℃触发保护的经历,再次提醒我们,尽管Donut Lab宣称其电池无需主动冷却,但在11C的极端快充场景下,仅依靠被动热管理(如单散热器)可能仍然不足以应对实际应用中的持续高功率充电。实车运行中,持续11C快充很可能仍需要一定的热管理设计来确保稳定性。
根据Donut Lab的规划,其固态电池将在今年第一季度率先应用于Verge TS Pro电动摩托车,实现首次商业化落地。同时,该公司已与多家汽车制造商展开合作洽谈,并设定了2027年实现汽车级量产的目标。这一系列举措表明,Donut Lab正积极推进其技术从实验室走向市场,有望在下一代电池技术领域扮演重要角色。
