Donut-Festkörperbatterie: Details zum Aufladen der Zelle

Ordentlich Staub wirbelte Donut Lab vor ein paar Wochen auf: Die finnische Firma stellte eine Festkörperbatterie vor, die wahre Wunderdinge vollbringen sollte, doch die Fachwelt blieb skeptisch, teilweise wurde sogar von Betrug gesprochen. Deshalb beauftragte Donut Lab das Technologieforschungszentrum VTT, die Zelle zu testen. Nun wurden die ersten Ergebnisse publiziert.

Getestet wurde wie gesagt nicht die komplette Batterie, sondern eine einzelne Zelle. Die Themen waren zunächst die Ladegeschwindigkeit und das thermische Verhalten beim Laden. Die Tests simulieren laut Donut Lab ein Worst-Case-Szenario ohne aktive Kühlung der Zelle, also ohne zirkulierendes Kühlmittel. Stattdessen wurden zwei passive Kühlkonfigurationen untersucht: Bei der ersten wurde die Zelle von oben und von unten durch eine Aluminiumplatte gekühlt, bei der zweiten gab es nur an der Unterseite der Zelle eine Kühlplatte. Im ersten Fall erfolgte nur eine geringe Kompression, um den Wärmeübergang zu optimieren.

Die Ladegeschwindigkeit wird wie üblich als C-Rate angegeben, wobei 1 C bedeutet, dass die Batterie (oder hier die Zelle) in einer Stunde geladen wird, 5 C bedeutet eine "Fünftelstunde" (12 Minuten) und 11 C entspricht einem Ladevorgang in etwa fünfeinhalb Minuten. Der Test begann mit einer Entladung mit 1 C, gefolgt von Schnellladetests mit 5 C und 11 C, und das bei beiden Kühlkonfigurationen.

Die Ergebnisse bestätigen die vom Hersteller versprochene Ladedauer von fünf Minuten. So wurde 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 Prozent und nach etwa 12 Minuten zu 100 Prozent geladen. Nach dem Ladevorgang gab die Zelle beim Entladen 100 Prozent der aufgeladenen Energie wieder ab.

Anschließend wurde die Zelle mit 11 C in 4,5 Minuten von 0 auf 80 Prozent geladen und in nur etwa sieben Minuten auf 100 Prozent. Bei der Entladung wurden 98,4 bis 99,6 Prozent der Energie wieder abgegeben.

Donut Lab gibt zu, dass das Aufladen einer einzelnen Zelle nicht das Gleiche ist wie das Laden einer Zelle in einem Batteriemodul oder in einer Batterie. Denn erstens wurde auf eine aktive Kühlung, wie sie eine konventionelle Elektroautobatterie besitzt, verzichtet. Und zweitens wurde die Batteriezelle nicht wirklich komprimiert.

"Anders als andere Feststoffbatterien, die einen hohen Kompressionsdruck brauchen und sich während der Ladezyklen um bis zu 15-20 Prozent 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", so Donut-Labs-Entwicklungschef Ville Piippo.

Genaueres findet man auf der Website I Donut Believe. Dort gibt es vor allem ein PDF-Dokument von VTT, in dem die Tests genauer beschrieben werden. Eine Zusammenfassung gibt aber auch das oben eingebundene Video. 

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Unter dem Strich

Die Ergebnisse des unabhängigen Testlabors scheinen die Behauptungen von Donut Lab zu stützen. Aber das können wir als informierte Laien nicht abschließend beurteilen, da müssen Fachleute ran. Wir sind ziemlich sicher, dass sich bald die ersten in der Öffentlichkeit melden werden.