Более недорогая батарея LG с использованием марганца предназначена для грузовиков GM с запасом хода 400 миль

Литий-марганцевые (LMR) батареи уже давно позиционируются как следующий прорыв в области электромобилей, в том числе Илоном Маском. Не содержащие никеля или кобальта, но вместо этого состоящие из дешёвого и широко распространённого марганца, они обладают энергетической плотностью, сопоставимой с дорогостоящими элементами, устанавливаемыми в электромобили с большим запасом хода или повышенными эксплуатационными характеристиками.

Однако проблемой химического состава батарей LMR всегда была их стабильность. Катоды LMR имеют склонность к выделению газа во время циклов зарядки. В небольших элементах питания, таких как марганцевые батарейки AA «Duracell», которые на Amazon стоят менее одного доллара, это представляется устранимой неприятностью, но становится серьёзной проблемой для крупных элементов, подобных тем, что устанавливаются в реальных электрогрузовиках или внедорожниках.

Компания LG Energy Solution, сотрудничающая с командой профессора Чонву Лима из химического факультета Сеульского национального университета, заявляет, что теперь ей удалось точно выяснить причину этого явления и устранить её. Согласно результатам совместного исследования, образование газа связано с кислородом внутри катода, который окисляется во время зарядки, но не может полностью вернуться в исходное состояние во время разрядки, что может привести к повреждению внутренней структуры элемента.

Решение проблемы оказалось почти полностью связанным с управлением напряжением. Снижение верхнего предела напряжения заряда с 4,6 В до 4,3 В позволило повысить степень восстановления окисленного кислорода с 86 до 97 процентов, а понижение предельного напряжения разряда с 3,0 В до 2,0 В обеспечило практически полное восстановление кислорода.

Затем компания LG Energy Solution переработала диапазон рабочих напряжений и снизила температуру в процессе формования элемента, что позволило подавить нежелательное образование газа в серии крупных элементов емкостью 40 А·ч. Благодаря этим усовершенствованиям в области управления напряжением и температурой литий-марганцевый аккумуляторный блок сохранил более 92 % своей исходной ёмкости даже после 883 циклов заряда и разряда.

Эти данные свидетельствуют о том, что литий-марганцевая технология (LMR) способна выдержать масштабы автомобильного производства, а не оставаться лишь доказательством концепции в лабораторных условиях, поэтому компания LG представила свои результаты в качестве рецензируемой инновации в журнале «Nature Communications». Компания уже сделала ставку на технологию LMR на производственном уровне, заключив партнерство с GM с целью внедрения призматических элементов LMR в будущие электрогрузовики и внедорожники к 2030 году.