تایید مستقل فناوری باتری حالت جامد: شارژ ۸۰ درصدی در ۴.۵ دقیقه

آزمایش‌های مستقل و شرایط «بدترین سناریو»

شرکت فنلاندی Donut Lab برای اثبات صحت ادعاهای خود، از مرکز تحقیقات فنی VTT فنلاند درخواست کرد تا آزمایش‌های مستقلی روی سلول باتری انجام دهد. این اقدام در پاسخ به توصیف فناوری ادعایی به عنوان «غیرممکن از نظر فنی» توسط برخی بازیگران بزرگ صنعت صورت گرفت.

پژوهشگران مرکز VTT آزمایش‌ها را در شرایطی انجام دادند که مهندسان آن را «بدترین سناریوی ممکن» نامیدند. در این آزمایش‌ها، هیچ سیستم کنترل دمای فعالی استفاده نشد و اجازه داده شد دمای سلول هنگام شارژ سریع آزادانه افزایش یابد.

عملکرد باتری با معیار نرخ C سنجیده شد؛ معیاری که در آن 1C به معنای شارژ کامل در یک ساعت است. در این مقیاس، نرخ 5C معادل شارژ حدود 12 دقیقه‌ای و نرخ 11C تقریباً برابر با شارژ در حدود پنج تا شش دقیقه محسوب می‌شود.

نتایج دقیق و رکوردهای سرعت شارژ

در نخستین چیدمان آزمایش، سلول باتری بین دو صفحه خنک‌کننده آلومینیومی قرار گرفت که به صورت ملایم فشرده شده بودند. در چیدمان دوم، سلول تنها روی یک صفحه خنک‌کننده در پایین قرار داده شد. آزمون با تخلیه استاندارد در دمای 1 درجه سانتی‌گراد آغاز شد و سپس شارژ سریع در دماهای 5 درجه و 11 درجه سانتی‌گراد تحت هر دو نوع چیدمان ادامه یافت.

عملکرد در دمای 5 درجه سانتی‌گراد

• سلول در حدود 9.5 دقیقه به 80 درصد شارژ رسید.
• در کمی بیش از 12 دقیقه به شارژ کامل 100 درصدی دست یافت.
• پس از تخلیه، باتری تمام انرژی ذخیره‌شده خود را حفظ کرد.

این نتایج با ادعای قبلی شرکت درباره امکان شارژ حدود پنج دقیقه‌ای همخوانی دارد.

رکورد سرعت در دمای 11 درجه سانتی‌گراد

در مرحله بعدی، سرعت شارژ حتی بیشتر شد:

• باتری تنها در 4.5 دقیقه به 80 درصد ظرفیت رسید.
• در کمی بیش از هفت دقیقه کاملاً شارژ شد.

پس از این شارژ بسیار سریع، آزمایش تخلیه نشان داد سلول بین 98.4 درصد تا 99.6 درصد انرژی ذخیره‌شده را حفظ می‌کند؛ رقمی که نشان‌دهنده تحمل بالای آن در برابر ورود شدید جریان برق است. برخلاف بسیاری از طرح‌های آزمایشگاهی باتری حالت جامد، این نمونه برای عملکرد مناسب نه به سیستم خنک‌سازی فعال نیاز داشت و نه به فشار مکانیکی غیرمعمول روی سلول.

مزیت ساختاری و پیامدهای صنعتی گسترده

ویل پیپو، مدیر ارشد فناوری شرکت، سادگی طراحی را یکی از نقاط قوت اصلی این باتری می‌داند. این ویژگی می‌تواند پیچیدگی بسته‌های باتری خودروهای برقی را به طور چشمگیری کاهش دهد. در باتری‌های لیتیوم‌یون سنتی، معمولاً سیستم‌های خنک‌کننده پیچیده و ساختارهای پشتیبان لازم است که وزن و هزینه را افزایش می‌دهد، اما رویکرد خنک‌سازی غیرفعال این فناوری ممکن است مسیر طراحی باتری‌های آینده را تغییر دهد.

البته این آزمایش فقط رفتار سلول منفرد را بررسی کرده و عملکرد آن در یک بسته کامل باتری هنوز ارزیابی نشده است. با این حال، نتایج اولیه نشان می‌دهد این فناوری پتانسیل توسعه فراتر از نمونه‌های آزمایشگاهی را دارد.

آینده صنعت خودروهای برقی و ذخیره‌سازی انرژی

گرچه پذیرش گسترده باتری‌های حالت جامد برای بسیاری از خودروسازان هنوز چند سال زمان می‌برد، چنین تأیید مستقلی می‌تواند فضای گفتگو در صنعت را تغییر دهد؛ به ویژه در میان تولیدکنندگانی که در بازار آمریکا به دنبال شارژ سریع‌تر و چگالی انرژی بالاتر هستند. اگر این نتایج در مقیاس صنعتی نیز تکرار شود، ممکن است رقابت در حوزه خودروهای برقی وارد مرحله‌ای تازه شود.

آزمایش‌های مستقل نشان می‌دهد فناوری مورد بحث، برخلاف تردیدهای اولیه، می‌تواند به وعده‌های خود نزدیک باشد. شارژ 4.5 دقیقه‌ای تا 80 درصد، حفظ ظرفیت تا 99.6 درصد پس از شارژ فوق‌سریع و عدم نیاز به خنک‌سازی فعال، مجموعه‌ای از ویژگی‌هاست که اگر در تولید انبوه نیز حفظ شود، می‌تواند تحول بزرگی در صنعت باتری ایجاد کند. چنین پیشرفتی نه تنها زمان انتظار برای شارژ را به شدت کاهش می‌دهد، بلکه راه را برای طراحی ساده‌تر، سبک‌تر و ارزان‌تر سیستم‌های ذخیره انرژی هموار خواهد کرد.