Donut Labin kiinteän elektrolyytin akku säilytti lähes 97 prosenttia kapasiteetistaan 30 asteen pakkasessa. VTT tekemässä testissä tulos saavutettiin ilman akun eristystä, lämmitystä tai aktiivista lämmönhallintaa. Tulos jää hieman CES-messuilla luvatusta 99 prosentista, mutta on poikkeuksellisen hyvä verrattuna perinteisiin litiumioniakkuihin.
VTT testasi Donut Labin ensimmäisen sukupolven kennoista rakennetun akkumoduulin toimintaa –30 celsiusasteessa. Moduulissa oli 14 sarjaan kytkettyä kennoa, joiden nimelliskapasiteetti oli 29 ampeerituntia. Moduulin nimellisjännite oli noin 48 volttia.
Moduulissa oli pieni akunhallintajärjestelmä eli BMS-piiri, mutta ei lämmitys- tai jäähdytyselementtejä. Akkua ei myöskään ollut eristetty kylmältä.
VTT mittasi ensin moduulin kapasiteetin ja energiasisällön +25 asteessa. Tämän jälkeen moduuli ladattiin täyteen, jäähdytettiin –30 asteeseen ja annettiin tasaantua tässä lämpötilassa noin viiden tunnin ajan ennen purkamista. Purku tehtiin 1C-nopeudella eli 29 ampeerin virralla. Tämä vastaa nimelliskapasiteetin purkamista noin tunnissa.
Tulokset olivat huomattavan hyviä. Huoneenlämmössä moduulista saatiin 27,77 ampeerituntia ja 1353,9 wattituntia energiaa. Pakkasessa vastaavat lukemat olivat 26,82 ampeerituntia ja 1253,9 wattituntia.
Kapasiteetista säilyi siten 96,6 prosenttia ja energiasta 92,6 prosenttia.
Donut Labin teknologiajohtaja Ville Piippo korostaa, että testi oli poikkeuksellisen vaativa. Akku oli jäähdytetty kokonaan –30 asteeseen, eikä sen lämpötilaa pyritty hallitsemaan millään tavalla.
Piipon mukaan CES-messuilla luvattu 99 prosentin kapasiteetti olisi saavutettavissa, jos moduuli eristettäisiin ja sen lämpötilanhallinta optimoitaisiin. Tätä ei kuitenkaan VTT testissä vielä osoitettu.
Mittausten perusteella kenno lämpeni purkamisen aikana voimakkaasti. Yhden kennon pinnalle sijoitettu lämpötila-anturi mittasi enimmillään noin +38 asteen lämpötilan, vaikka ympäristön lämpötila pysyi –30 asteessa. Akku siis tuotti purkamisen aikana itse lämpöä, mikä osaltaan auttaa selittämään hyvää pakkassuorituskykyä.
Tulos on poikkeuksellisen hyvä verrattuna perinteisiin litiumioniakkuihin. Aiemmissa tutkimuksissa tavallisten litiumionikennojen käytettävissä oleva kapasiteetti on pudonnut 30 asteen pakkasessa jopa murto-osaan huoneenlämpöisestä. Esimerkiksi Journal of Power Sources -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa kaupallisten litiumionikennojen kapasiteetista saatiin –30 asteessa käyttöön vain 2–70 prosenttia, vaikka purkuvirta oli selvästi Donut Labin testissä käytettyä pienempi.
Tutkimukset eivät ole suoraan vertailukelpoisia, sillä kennojen kemiat, rakenteet ja testausolosuhteet poikkeavat toisistaan. VTT mittaama lähes 97 prosentin kapasiteetti 1C-purkunopeudella on silti huomionarvoinen tulos.
VTT toisti pakkastestin kahdesti. Ensimmäisellä purkukerralla kapasiteetiksi mitattiin 26,763 ampeerituntia ja toisella 26,821 ampeerituntia. Tulosten pieni ero osoittaa, että mittaus oli hyvin toistettava.
VTT vahvisti myös, että moduuli toimi testien jälkeen normaalisti. Se voitiin edelleen ladata ja purkaa, eikä siinä havaittu näkyviä muutoksia. Testi ei kuitenkaan vielä kerro akun pitkäaikaisesta kestävyydestä tai siitä, miten toistuvat pakkassyklit vaikuttavat sen suorituskykyyn.
Donut Labin toimitusjohtajan Marko Lehtimäen mukaan pakkastesti päätti ensimmäisen sukupolven eli Gen 1 -kennoihin keskittyneen videosarjan ensimmäisen kauden.
Sarja jää nyt tauolle, mutta jatkuu myöhemmin toisella kaudella. Silloin testattaviksi tulevat Donut Labin toisen sukupolven Gen 2 -kennot.
