La capacità della batteria a ciambella è stata misurata in fasi successive utilizzando questa configurazione a temperature di 80 e 100 gradi Celsius.
Il test è iniziato con una scarica standard di 1C fino a una tensione di interruzione di 2,7 volt, che determina la capacità nominale della cella a temperatura ambiente. La cella è stata quindi ricaricata alla sua tensione iniziale di 4,15 volt, la temperatura della camera di prova è stata portata a 80 gradi Celsius e mantenuta per due ore per stabilizzarsi.
Lo stesso test di scarica di 1C è stato quindi ripetuto per ottenere una linea di base ad alta temperatura. La camera è stata raffreddata e la cella è rimasta al suo interno per un'ora per consentirne il completo raffreddamento. La cella è stata quindi ricaricata a 4,15 volt. Dopo un'ora di riposo, la cella è stata scaricata a 12 ampere fino alla stessa tensione di interruzione di 2,7 volt, consentendo di determinare la capacità nominale di 0,5C a temperatura ambiente.
La batteria è stata quindi ricaricata a 4,15 volt; la temperatura della cella è stata poi lasciata stabilizzare per un'ora e la temperatura della camera è stata portata a 100 gradi Celsius. Dopo che la temperatura della cella si è stabilizzata per due ore, lo stesso test di scarica è stato ripetuto a 0,5 °C. Infine, la temperatura della camera è stata riportata a 20 gradi Celsius e la batteria è stata ricaricata a 4,15 volt per verificare che mantenesse la stessa capacità di carica.
"Le tradizionali batterie agli ioni di litio sono molto sensibili al calore e il loro limite superiore di temperatura operativa è in genere intorno ai 60-70 gradi Celsius. Le alte temperature aumentano il rischio di danni alle celle e ne riducono la durata. Possono anche causare reazioni accelerate all'interno della cella e, nel peggiore dei casi, aumentare significativamente il rischio di instabilità termica. "Nel caso della batteria Donut, la situazione di partenza è già molto diversa, poiché non contiene elettroliti liquidi infiammabili e la sua temperatura operativa massima è più elevata", spiega Ville Piippo, CTO di Donut Lab.
I risultati dei test dimostrano che la batteria Donut offre prestazioni ancora migliori sotto stress termico rispetto a quanto precedentemente riportato. Nel test a 80 gradi, la cella è stata in grado di utilizzare fino al 110% della sua capacità, con un'efficienza superiore a quella ottenuta a temperatura ambiente. Ciò è dovuto al fatto che la resistenza interna della cella è inferiore alle alte temperature, il che significa che la caduta di tensione durante la scarica è inferiore a quella registrata a temperatura ambiente. La batteria ha continuato a funzionare normalmente dopo il test, senza modifiche visibili.
Nel test a 100 gradi, la batteria Donut è stata in grado di utilizzare circa il 107% della sua capacità, anche in questo caso con un'efficienza superiore a quella a temperatura ambiente. Inoltre, si è ricaricata fino a 4,15 volt con la stessa capacità di carica di temperatura ambiente. La batteria e i suoi materiali attivi sono rimasti perfettamente funzionanti, sebbene l'involucro esterno della cella abbia perso il vuoto a 100 gradi.
“La piena capacità della batteria è stata sfruttata con risultati eccellenti sia a 80 che a 100 gradi Celsius, ed è stato possibile scaricarla a una velocità di 1C a 80 gradi e di 0,5C a 100 gradi senza alcun aumento di temperatura. Le sue proprietà sono rimaste invariate anche a 100 gradi e ha continuato a funzionare normalmente dopo la ricarica, dimostrando le robuste prestazioni della batteria Donut anche in condizioni di calore estreme. Ciò conferma che offre prestazioni eccezionali sia in termini di efficienza che di sicurezza”, afferma Piippo.
