Акумулятори LG LMR демонструють покращену довговічність
Дослідники з LG Energy Solution та Сеульського національного університету розробили нові методи зарядки та розрядки літій-марганцево-багатих (LMR) акумуляторів, що значно підвищило їхню довговічність. Експериментальні LMR-елементи зберегли 92,2% початкової ємності після 883 циклів зарядки-розрядки, що є значним показником для цього типу акумуляторів, які вважаються перспективною, але менш стабільною альтернативою нікель-кобальтовим та літій-залізо-фосфатним (LFP) батареям.
- LG вдалося покращити довговічність LMR-акумуляторів шляхом зміни робочих напруг та виробничого процесу.
- LMR-батареї обіцяють нижчу вартість порівняно з нікель-багатими акумуляторами та вищу щільність енергії, ніж LFP.
- Результати є перспективними, однак швидкість зарядки, продуктивність в умовах низьких температур та реальний термін служби ще потребують доведення.
Однією з головних проблем літій-марганцево-багатих (LMR) акумуляторів, які розглядаються як доступніша альтернатива нікель-кобальтовим батареям, була їхня недостатня довговічність. Проте, останні дослідження LG Energy Solution та Сеульського національного університету дають надію на вирішення цієї проблеми. Розроблені ними експериментальні LMR-елементи продемонстрували вражаюче збереження ємності — 92,2% після 883 циклів зарядки-розрядки. Для порівняння, електромобілі зазвичай розраховані на 1000-2000 таких циклів.
«Це дослідження виявило причини деградації LMR-акумуляторів з точки зору оборотності кисню та показало, що стабільність елементів може бути покращена виключно шляхом оптимізації електрохімічного протоколу», — зазначив професор Чонву Лім з Сеульського національного університету. «Ми підтвердили, що досягнення довгострокової стабільності LMR-акумуляторів потребує комплексного врахування не лише умов зарядки, але й умов розрядки».
LMR-технологія, де катод переважно складається з марганцю, є привабливою завдяки доступності та низькій вартості цього елементу порівняно з нікелем і кобальтом. Це дозволяє створювати акумулятори, які можуть бути не тільки дешевшими, але й не поступатися за продуктивністю традиційним нікель-кобальт-марганцевим (NCM) батареям.
У рамках останніх експериментів LG зосередилася на кращому контролі кисневих реакцій всередині катода. Кисень відіграє ключову роль у зберіганні енергії, але його реакції мають бути оборотними під час розрядки. Інакше вони можуть пошкодити структуру елемента та спричинити утворення газу, що є небажаним у щільно упакованих акумуляторних блоках.
Дослідники оптимізували процес, змінивши робочі напруги. Зниження верхньої межі напруги зарядки з 4,6 до 4,3 вольт підвищило ефективність відновлення кисню з 86% до 97%. Аналогічно, дозволивши розрядку до 2 вольт замість 3 вольт, також було досягнуто позитивних результатів. Ці коригування були доповнені низькотемпературним формувальним процесом — початковою обробкою елементів під час виробництва. Такий оптимізований протокол допоміг зменшити газоутворення та структурні пошкодження.
LG зазначає, що «Це дослідження вирішує один з ключових викликів, з яким стикаються LMR-акумулятори. Воно демонструє, що стабільний термін служби батарей може бути забезпечений навіть у великоформатних елементах шляхом ефективного пригнічення газоутворення, створюючи важливу основу для розвитку ринку LMR-акумуляторів наступного покоління».
Деякі автовиробники вже активно інвестують у LMR-технологію. General Motors (GM) очікує суттєвої економії витрат при впровадженні цієї хімії у свої серійні електромобілі. GM прогнозує на 33% вищу щільність енергії порівняно з LFP при порівнянній вартості для власних LMR-елементів. Це є однією з причин, чому компанія переглядає доцільність використання LFP у майбутньому. GM та LG раніше оголосили про плани з виробництва LMR в США з 2028 року.
Однак, незважаючи на обнадійливі результати дослідження LG, компанія ще не довела, чи її LMR-елементи перевершують серійні LFP-батареї за швидкістю зарядки, продуктивністю в холодну погоду чи реальним терміном служби. Це, безперечно, крок вперед, що підтримує інтерес до LMR-акумуляторів. Але остаточну оцінку їхньої ефективності можна буде зробити лише після виходу на ринок серійних електромобілів, оснащених цією технологією.
Джерело новини: insideevs.com