A capacidade da bateria Donut foi medida por etapas utilizando esta configuração a temperaturas de 80 e 100 graus Celsius.
O teste começou com uma descarga padrão de 1C até uma tensão de corte de 2,7 volts, o que determina a capacidade nominal da célula à temperatura ambiente. A célula foi então recarregada até à sua tensão inicial de 4,15 volts, a temperatura da câmara de ensaio foi elevada para 80 graus Celsius e mantida durante duas horas para estabilização.
O mesmo teste de descarga de 1C foi repetido para obter uma linha de base a alta temperatura. A câmara foi arrefecida e a célula permaneceu no seu interior durante uma hora para permitir o arrefecimento completo. A célula foi então recarregada até aos 4,15 volts. Após uma hora de repouso, a célula foi descarregada a 12 amperes até à mesma tensão de corte de 2,7 volts, permitindo a determinação da capacidade nominal de 0,5C à temperatura ambiente.
A bateria foi então recarregada a 4,15 volts; a temperatura da célula foi então estabilizada durante uma hora e a temperatura da câmara foi elevada até aos 100 graus Celsius. Após a estabilização da temperatura da célula durante duas horas, o mesmo teste de descarga foi repetido a 0,5 °C. Por fim, a temperatura da câmara foi reduzida novamente para 20 graus Celsius e a bateria foi recarregada a 4,15 volts para verificar se mantinha a mesma capacidade de carga.
“As baterias de iões de lítio tradicionais são muito sensíveis ao calor e o seu limite superior de temperatura de funcionamento é geralmente de cerca de 60 a 70 graus Celsius. As temperaturas elevadas aumentam o risco de danos na célula e reduzem a sua vida útil. Podem também causar reações aceleradas dentro da célula e, no pior cenário, aumentar significativamente o risco de fuga térmica. No caso da bateria Donut, a situação inicial já é bastante diferente, uma vez que não contém eletrólitos líquidos inflamáveis e a sua temperatura máxima de operação é mais elevada”, explica Ville Piippo, CTO da Donut Lab.
Os resultados dos testes demonstram que a bateria Donut apresenta um desempenho ainda melhor sob stress térmico do que o anteriormente reportado. No teste a 80 graus, a célula conseguiu utilizar até 110% da sua capacidade, com uma eficiência superior à obtida à temperatura ambiente. Isto acontece porque a resistência interna da célula é menor a temperaturas mais elevadas, o que significa que a queda de tensão durante a descarga é menor do que a registada à temperatura ambiente. A bateria continuou a funcionar normalmente após o teste, sem alterações visíveis.
No teste a 100 graus, a bateria Donut conseguiu utilizar aproximadamente 107% da sua capacidade, também com maior eficiência do que à temperatura ambiente. Além disso, recarregou até 4,15 volts com a mesma capacidade de carga que à temperatura ambiente. A bateria e os seus materiais ativos permaneceram totalmente funcionais, embora o revestimento exterior da célula tenha perdido o vácuo a 100 graus.
“A capacidade total da bateria foi utilizada com excelentes resultados tanto a 80 como a 100 graus Celsius, e foi possível descarregá-la a uma taxa de 1C a 80 graus e 0,5C a 100 graus sem qualquer aumento de temperatura. As suas propriedades permaneceram inalteradas mesmo a 100 graus, e continuou a funcionar normalmente após a recarga, demonstrando o desempenho robusto da bateria Donut mesmo sob condições extremas de calor. Isto confirma que oferece um desempenho excecional tanto em eficiência como em segurança”, afirma Piippo.
