Teknologiayhtiö Donut Lab kertoi tammikuussa kehittäneensä akun, joka latautuu viidessä minuutissa ja kestää auton koko eliniän. Tänään maanantaina yhtiö julkaisi ensimmäiset riippumattomasti mitatut tulokset solid state -akusta.
Teknologian tutkimuskeskus VTT:n toteuttama mittaus keskittyi käytännössä akkukennon latausnopeuteen.
Tulokset vahvistavat osittain yhden Donut Labin aiemmista väitteistä. Donut Labin testiin toimittama akkukenno latautuu todella nopeasti. VTT:n mittauksissa kenno latautui tyhjästä 80 prosenttiin 4,5 minuutissa ja lähes täyteen hieman yli seitsemässä minuutissa äärimmäisellä 11C-latausnopeudella. Jälkimmäinen testi piti keskeyttää, koska kenno kuumeni liikaa.
Kaikki muut yhtiön esittämät väitteet jäävät edelleen kokonaan todistamatta.
”Hyvä tulos, mutta ei riitä”
Tutkimus- ja kehittämispäällikkö Juho Heiska Seinäjoen ammattikorkeakoulusta on väitellyt akkuteknologiasta. Hänen mukaansa nyt julkaistiin tietoa todella suppeasti.
– Täytyy sanoa, että noin nopea latausnopeus on hyvä tulos. Mutta se ei riitä, Heiska sanoo.
Heiskan mukaan suurin ongelma on testien vähäisyys. VTT:n raportissa akkua ladattiin ja purettiin vain viidestä seitsemään kertaa.
– Se, kestäisikö akku tuommoista pidemmän aikaa, on aivan mysteeri. Jos se kestää sata sykliä eli latausta tyhjästä täyteen, niin ei sillä ole mitään arvoa.
Donut Lab on luvannut, että akku kestäisi jopa 100 000 lataussykliä – eli käytännössä satoja vuosia. VTT:n testi ei anna tähän minkäänlaista vastausta.
Energiatiheys yhä hämärän peitossa
Toinen kriittinen puute on energiatiheyden mittaamatta jättäminen. VTT:n raportissa ei kerrota akkukennon painoa tai mittoja, joten energiatiheyttä ei voida laskea.
Aalto-yliopiston akkukemian ja -materiaalien professori Tanja Kallio pitää tätä merkittävänä puutteena.
– Niissä on annettu akun kokonaiskapasiteetti, mutta energiatiheyttä ei ole mainittu, ja se on juuri yksi kaikista suurimmista kysymyksistä, Kallio sanoo.
Donut Lab on luvannut energiatiheydeksi 400 Wh/kg, mikä ylittäisi jopa akkututkijoiden viiden vuoden päähän asettamat tavoitteet.
– Jään mielenkiinnolla odottamaan, pääseekö se tosiaan energiatiheyteen, jonka yhtiö on luvannut. Siitähän tämä mittaus ei kerro mitään, Kallio toteaa.
Latausnopeus on tyypillinen tulos laboratoriossa
Heiska muistuttaa, että pelkkä nopea lataus ei ole mikään ihme laboratorio-olosuhteissa.
– Kennoa saa laboratoriossa ladattua tosi nopeasti, mutta se myös tappaa sen todella nopeasti. Eli kyllä kennoja pystyy rääkkäämään niin, että niistä saa irti kovempia tuloksia, mutta normaalissa arjessa kennot eivät sitä kestä, sanoo Heiska.
Kallio on samoilla linjoilla. Hänen mukaansa nopea lataus sinänsä ei ole poikkeuksellista.
– Jos on sähkökemiallinen reaktio, joka etenee nopeasti, ja elektrolyytti, joka mahdollistaa varauksen kantajien nopean liikkumisen, niin kyllä noihin nopeuksiin päästään. Ei yllätä, että on saatu tuollaiset tulokset, Kallio sanoo.
Ylikuumeneminen huolestuttaa
VTT:n testissä akkukennon pintalämpötila nousi nopeassa latauksessa jopa 89 asteeseen. Ensimmäisellä korkean nopeuden 11C-testauskerralla lämpötila nousi niin korkeaksi, että testi keskeytettiin turvallisuussyistä 90 asteen rajalla.
Kallio näkee tässä ongelman.
– Raportista näkee, että nopeampi lataus aiheuttaa kennon ylikuumenemisen.
Kalliota mietityttää, kuinka näin nopeasti kuumenevista kennoista voisi tehdä ison akkupaketin, joita käytetään esimerkiksi sähköautoissa.
VTT:n raportista käy selkeästi ilmi, että kyseessä oli yhden akkukennon mittaaminen. Toimiva akkupaketti sähköautoon vaatisi kuitenkin kymmeniä tai satoja kennoja.
Hänen mukaansa tämä tarkoittaisi sitä, että akkupaketti vaatisi todella tehokkaan jäähdytysjärjestelmän.
Näyttää tavallisen akun käyrältä
Kallio kävi läpi VTT:n julkaisemat lataus- ja purkukäyrät. Hänen mukaansa ne eivät näytä poikkeuksellisilta.
Myös Heiskan mielestä lataus-purkukäyrä näyttää muodoltaan tavallisen litiumioniakun käyrältä. Heiska kuitenkin antaa tunnustusta yhdelle asialle.
– Kova tulos on se, että nopealla 11C-latauksella ladatusta akusta iso osa kapasiteetista saatiin purettuna ulos. Se on kyllä kova tulos, Heiska myöntää.
Mitä seuraavaksi?
Donut Lab lupaa julkaista lisää VTT:n testien tuloksia viikon kuluttua. Yhtiö ei kertonut, mitä seuraavat julkaisut tulevat sisältämään.
Jotta Donut Lab voisi todistaa väitteensä, tarvitaan vielä:
- Energiatiheyden mittaus: Akkukennon paino ja mitat sekä niiden perusteella laskettu energiatiheys, koska yhtiö lupasi 400Wh/kg energiatiheyttä.
- Eliniän testaus: Tuhansia lataussyklejä kattava pitkäaikaistesti, koska akun kerrottiin kestävän latausta jopa satoja vuosia.
- Lämpötilakestävyys: Mittaukset ääriolosuhteissa (-30°C ja +100°C), koska akun luvattiin toimivan sekä kylmässä että kuumassa.
- Paloturvallisuustestit: Riippumattomat turvallisuusmittaukset, koska akun sanottiin olevan täysin paloturvallinen.
- Akkupaketin toimivuus: Todisteet siitä, että teknologia toimii myös useista kennoista koostuvassa paketissa.
Tämän lisäksi latauslämpötilaa pitää pystyä hallitsemaan ja todistamaan, että akkuja pystyy rakentamaan sarjatuotantona.
Heiska summaa tilanteen:
– Tähänastiset tulokset näyttävät sen, että akkua pystyy lataamaan nopeasti, sen pystyy purkamaan ja se tapahtuu hyvällä hyötysuhteella.
Toistaiseksi yhtiö on todistanut osittain vain yhden seitsemästä hurjasta lupauksestaan. Vaikka kaikki väitteet todistettaisiin paikkansapitäviksi, täytyy yhtiön vielä pystyä osoittamaan, että kaikki luvatut ominaisuudet toteutuvat samanaikaisesti samassa akussa.
Siihen on edelleen todella pitkä matka.
Akkualan historia on täynnä esimerkkejä yrityksistä, jotka ovat luvanneet vallankumouksellisia läpimurtoja, mutta eivät ole kyenneet toimittamaan niitä kaupallisessa mittakaavassa.
Yle seuraa Donut Labiin ja sen akkuihin liittyviä käänteitä, koska yhtiön lupaamat kiinteän olomuodon akun ominaisuudet mullistaisivat maailmaa.