Подразделение на корейския конгломерат LG Group постигна пробив в разработката на LMR батерии за електромобили, в които манганът замества скъпите никел и кобалт. Такива батерии може да се появят в автомобилите на General Motors.
LG Energy Solution, в сътрудничество със Сеулския национален университет, обяви значителен напредък в разработването на батерии, богати на литий и манган (LMR), които се разглеждат като потенциално по-евтина алтернатива на масово използваните LFP батерии. Експериментална клетка е запазила 92,2% от първоначалния си капацитет след 883 цикъла на зареждане и разреждане, съобщи IT Home.
Основното предизвикателство при LMR батериите е тяхната сравнително бърза деградация. Технологията обаче е привлекателна поради високото съдържание на манган, който е по-евтин от никела и кобалта, а веригата за доставки е по-стабилна поради по-голямата наличност на суровината. Това създава възможност за намаляване на разходите за батерии, без значителна загуба на енергийна плътност.
Инженерите на LG се фокусират върху процесите, които се случват с кислорода в катодния материал. Кислородът играе роля при съхранението на енергия в LMR клетките, но свързаните с него реакции трябва да останат обратими. Ако тази обратимост се загуби, структурата на катода постепенно се разрушава, ефективността на батерията намалява и вътре в клетката започва да се отделя газ.
Едно от решенията включва оптимизиране на работното напрежение. Понижаването на горната граница на зареждане от 4,6 V на 4,3 V увеличава обратимостта на кислородната реакция от 86% на 97%. Допълнително предимство носи понижаването на долната граница на напрежението при разреждане от 3 V на 2 V.
Освен това LG прилага нискотемпературен процес за първоначалното формиране на клетките – един от началните етапи в производството на батерии. Според изследователите, комбинирането на тези методи едновременно намалява отделянето на газ и увреждането на структурата на катода.
Макар тези резултати да са от голямо значение за бъдещото използване на LMR батерии в електромобилите, показателят от 883 цикъла подсказва, че проблемът с дълготрайността все още не е напълно решен. За тягови батерии стандартът обикновено е експлоатационен живот от порядъка на 1000-2000 цикъла.
Нещо повече, технологията тепърва трябва да докаже, че може да се конкурира с масово произвежданите LFP батерии по отношение на скоростта на зареждане, работата при ниски температури и цялостния експлоатационен живот.
Автомобилните производители също проявяват интерес към LMR технологията. General Motors изчислява, че потенциалната енергийна плътност на нейните собствени LMR клетки е с около 33% по-висока от тази на LFP клетките, докато разходите остават съпоставими.
Ако тези показатели за ефективност бъдат постигнати в серийно произвежданите батерии, технологията ще позволи създаване на сравнително достъпни електромобили с увеличен пробег или ще даде възможност за намаляване на теглото и размерите на батериите.
GM и LG Energy Solution вече обявиха планове за стартиране на масово производство на LMR батерии в САЩ до 2028 г.
Макар новите изследвания да приближават технологията към този етап, окончателна оценка на предимствата ѝ пред масово използваните LFP и NCM батерии ще бъде възможна едва след прехода от експериментални клетки към мащабно производство и експлоатация на превозните средства в реални условия.
