Новые LMR аккумуляторы LG сохранили 92% емкости после 883 циклов испытаний

Дешевые элементы питания для электромобилей часто сталкиваются с проблемой быстрой потери рабочих характеристик. С этой сложностью разработчики столкнулись при создании богатых марганцем литиевых батарей (LMR). Однако экспериментальные LMR аккумуляторы LG, разработанные совместно с Сеульским национальным университетом, продемонстрировали впечатляющий результат: ячейки сохранили 92,2% первоначальной емкости после 883 циклов зарядки и разрядки.

Оптимизация напряжения и химических процессов

Главной причиной деградации марганцевых катодов являются нежелательные газовые реакции и деформация структуры ячейки во время циклов кислородного обмена. Профессор Чонву Лим отметил, что стабильности удалось достичь благодаря переосмыслению электрохимического протокола. Специалисты изменили граничные параметры напряжения и оптимизировали процесс производства:

• Снижение верхнего предела напряжения зарядки с 4,6 В до 4,3 В повысило эффективность обратного восстановления кислорода с 86% до 97%.
• Расширение порога разрядки до 2 В вместо прежних 3 В улучшило стабильность ячейки.
• Применение более низкой температуры на этапе первичного формирования элемента во время производства уменьшило выделение газов.

Преимущества марганцевой химии перед LFP и NCM

Марганец намного дешевле и доступнее никеля или кобальта. Использование LMR-химии позволяет снизить себестоимость батарей до уровня литий-железо-фосфатных (LFP) решений, сохраняя плотность энергии на уровне дорогих никель-кобальт-марганцевых (NCM) аналогов.

Американский концерн GM уже оценил перспективы этой технологии для рынка США. По оценкам инженеров, LMR-элементы обеспечивают на 33% более высокую плотность энергии по сравнению с LFP при аналогичной стоимости. Из-за этого автопроизводители рассматривают возможность отказа от LFP в пользу новых разработок. Концерн GM планирует запустить серийное производство LMR-батарей вместе с LG в США в 2028 году. Не исключено, что подобные инновации со временем получат и массовые модели, такие как новый Chevrolet Bolt.

Что остается под вопросом

Несмотря на успешные лабораторные тесты, LG еще предстоит доказать эффективность LMR-катодов в реальных условиях эксплуатации. На данный момент отсутствуют подтвержденные данные относительно скорости зарядки на мощных станциях, работы при низких температурах в зимний период и долговечности при пробеге свыше 1000-2000 циклов, которые являются стандартом для современных электромобилей.