Dass ein Batterie-Startup Messergebnisse scheibchenweise per wöchentlichem YouTube-Video veröffentlicht, ist selbst in der auf Aufmerksamkeit getrimmten Welt der Elektromobilität ungewöhnlich. Donut Lab aus Finnland setzt allerdings genau auf diese Strategie: Einmal pro Woche erscheint ein neues Video, das jeweils einen Teil vermeintlich unabhängiger Testergebnisse zur neuen Festkörperbatterie präsentiert.
Dieses Vorgehen dürfte bei einigen ein zwiespältiges Gefühl hinterlassen. Einerseits signalisiert das Vorgehen Transparenz. Andererseits erinnert die Dramaturgie eher an ausgefeiltes Produktmarketing als an wissenschaftliche Ergebnisveröffentlichung. Gerade bei einer Technologie, die seit Jahren unter dem Vorwurf leidet, mehr Versprechen als Substanz zu liefern, ist diese Inszenierung zumindest erklärungsbedürftig.
Doch entscheidender ist, was sich hinter der Video-Erzählung tatsächlich an belastbaren Daten verbirgt.
Was steckt hinter dem unabhängigen Institut?
Die ersten technischen Prüfungen der neuen Superzelle durfte das VTT (Technical Research Centre of Finland) durchführen. Es ist eine staatliche Forschungseinrichtung, die als Brückenglied zwischen akademischer Wissenschaft und industrieller Anwendung fungieren soll – vergleichbar mit der deutschen Fraunhofer-Gesellschaft. Mit Hauptsitz in Espoo bei Helsinki konzentriert sich das VTT auf die Entwicklung technologischer Lösungen für globale Herausforderungen, wobei die Schwerpunkte auf kohlenstoffneutraler Energie, digitalen Technologien wie Quantencomputing und der Bioökonomie liegen.
Für die Mobilitätsbranche ist das Zentrum besonders als Pionier für automatisiertes Fahren unter arktischen Bedingungen sowie für die Forschung an synthetischen Kraftstoffen und neuen Batterietechnologien von Bedeutung. Durch den Betrieb eigener Pilotanlagen ermöglicht das VTT Unternehmen, Innovationen vom Labormaßstab bis zur Marktreife zu skalieren, was es zu einem zentralen Motor für die finnische und europäische Innovationskraft macht.
Analyse des VTT-Berichts
Der vorliegende Testbericht des finnischen Instituts VTT ist als sogenannter Customer Report klassifiziert. In diesem Rahmen agiert das VTT als unabhängiges Prüfinstitut, das Versuche auf Basis eines vom Auftraggeber definierten Testplans durchführt. Der Prüfling – eine einzelne prismatische Festkörper-Zelle (Solid-State Battery V1) – wurde vom Kunden Donut Lab bereitgestellt.
Technische Spezifikationen:
- Nennkapazität: 26 Ah
- Nennspannung: 3,6 V
- Energieinhalt: 94 Wh
- Maximale Ladespannung: 4,3 V
Die Versuche wurden bei Raumtemperatur durchgeführt. Ein zentraler Aspekt der Untersuchung war das Thermomanagement: VTT variierte die Kühlung zwischen einer beidseitigen (beide Zellflächen) und einer einseitigen Kühlung, um den Einfluss realitätsnaher Kühlbedingungen auf die Schnellladefähigkeit zu simulieren.
Referenzmessung: Validierung der Basisdaten
Zur Herstellung eines stabilen Ausgangszustands und zur Bestimmung der tatsächlichen Kapazität wurden initial 1C-Referenzzyklen durchgeführt. 1c bedeutet: Die Batterie wird mit genau dem Strom geladen, der ihrer Nennkapazität entspricht. Ein kompletter Ladevorgang von 0 auf 100 % müsste bei 1C also exakt eine Stunde betragen. Bei dieser Prüfung lieferte die Donut-Lab-Zelle reproduzierbar eine Kapazität von rund 26 Ah beim Laden sowie beim anschließenden Entladen.
Diese Übereinstimmung ist im Kontext der Festkörperbatterie-Entwicklung von hoher Relevanz. Viele alternative Zellkonzepte erreichen unter Extrembedingungen zwar kurzzeitig hohe Ladeleistungen, können diese Energie jedoch oft nur eingeschränkt oder mit hohen Verlusten wieder abgeben. Die Donut-Lab-Zelle hingegen etablierte damit eine saubere, belastbare Datenbasis für die folgenden Hochstromtests.
5C-Schnellladung: Performance im Alltags-Bereich
Wenn eine Batterie mit 5C geladen wird, fließt das Fünffache ihrer Kapazität als Stromstärke. Bei einem 100-kWh-Akku entspräche das also einer theoretischen Ladeleistung von 500 kW. Das stellt die Hardware normalerweise vor extreme Herausforderungen. Bei herkömmlichen Lithium-Zellen ist das bereits die Grenze des derzeit Machbaren.
Die Donut-Batterie zeigte bei einer Belastung von 5C (130 A) dagegen eine überzeugende Stabilität. Die ermittelten Ladezeiten:
- SOC 80 %: ca. 9,5 Minuten
- SOC 100 %: ca. 12 bis 13,5 Minuten
Besonders hervorzuheben ist, dass nach dem Ladevorgang nahezu 100 % der Kapazität bei der Entladung wieder zur Verfügung standen. Es traten keine signifikanten Ladeartefakte oder unmittelbaren Energieverluste auf. Auch thermisch blieb das System beherrschbar: Mit beidseitiger Kühlung wurde eine Maximaltemperatur von 47 °C gemessen, bei einseitiger Kühlung stieg diese auf 61,5 °C. Diese Werte liegen innerhalb eines Spektrums, das moderne Batterie-Thermomanagementsysteme in Serienfahrzeugen grundsätzlich handhaben können, was die Technologie potenziell anwendungsnah erscheinen lässt.
An dieser Stelle finden Sie einen externen Inhalt, der den Artikel ergänzt. Sie können ihn sich mit einem Klick anzeigen lassen und wieder ausblenden.
Ich bin damit einverstanden, dass mir externe Inhalte angezeigt werden. Damit können personenbezogenen Daten an Drittplattformen übermittelt werden. Mehr dazu in unseren Datenschutzbestimmungen.
11C-Extremladung: Physikalische Demonstration am Limit
Eine herkömmliche Li-Ion-Zelle (wie sie in 95 % aller E-Autos oder Laptops steckt) würde bei einer 11C-Ladung innerhalb kürzester Zeit massiven Schaden nehmen oder thermisch durchgehen ("Thermal Runaway"). Den Versuchen mit 11C (286 A) hielt die Festkörper-Chemie von Donut-Lab dagegen Stand. Von 0 auf 80 % schaffte er es in unter fünf Minuten – bei hoher Effizienz (98,4 bis 99,6 % nutzbare Energie). Hier bezeichnet das VTT die thermische Belastung bei geringer Kühlung aber als kritisch:
- Beidseitige Kühlung: Anstieg der Oberflächentemperatur auf ca. 63 °C.
- Einseitige Kühlung: Erreichen der Sicherheitsgrenze von 90 °C, was teils zu Versuchsunterbrechungen und mechanischen Nachjustierungen führte.
Diese Ergebnisse verdeutlichen, dass ein 11C-Betrieb derzeit keinen praxisnahen Dauerbetrieb darstellt, sondern als technologischer Demonstrationspunkt zu werten ist. Ohne eine hocheffiziente Wärmeabfuhr ist ein solches Szenario im Fahrzeugverband weder sicher noch dauerhaft darstellbar. Der erste VTT-Report belegt dennoch eine außergewöhnlich hohe Ladeakzeptanz und eine stabile Kennlinie ohne nennenswerte unmittelbare Kapazitätsverluste.
Offen bleiben Informationen zu Langzeit-Zyklenfestigkeit, Selbstentladung, Verhalten im Modul- und Packverbund sowie die industrielle Skalierbarkeit der Fertigung. Warten wir es also ab.
