Новая батарея LG сохранила 92,2% энергии после 883 циклов
LG Energy Solution улучшила стабильность LMR-батареи для электромобилей. После 883 циклов крупноформатный элемент сохранил 92,2% первоначальной энергии.
Компания LG Energy Solution совместно с Сеульским национальным университетом представила результаты испытаний нового аккумулятора для электромобилей. Экспериментальный элемент на основе литий-марганец-богатой LMR-химии сохранил 92,2% первоначальной энергии после 883 циклов полной зарядки и разрядки. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Новая батарея LG сохранила 92,2% энергии после 883 циклов
Что показали испытания
Речь идет о крупноформатном элементе емкостью около 40 А·ч. Для него исследователи изменили параметры работы аккумулятора, сосредоточившись на обратимости кислородных окислительно-восстановительных реакций. Именно с ними команда связывает деградацию LMR-батарей и образование газа внутри крупных ячеек.
В ходе экспериментов верхнее напряжение зарядки снизили с 4,6 до 4,3 В. По данным исследователей, это повысило степень восстановления окисленного кислорода с 86% до 97%. Одновременно нижний предел разрядки изменили с 3,0 до 2,0 В — при таком режиме кислород возвращался почти к исходному состоянию.
Почему важен марганец
LMR-батареи привлекают производителей электромобилей благодаря возможности снизить зависимость от дорогих компонентов, прежде всего никеля и кобальта. В исследованном материале содержание кобальта составляло всего 0,27% по массе. При этом исследователи получили удельную энергию 663 Вт·ч/кг в расчете на активный материал положительного электрода.
Проблемой LMR-технологии долгое время оставалась стабильность. При работе таких элементов могли происходить выделение газа и постепенная потеря характеристик. Особенно заметной эта проблема становилась при переходе от небольших лабораторных элементов к крупным ячейкам, предназначенным для электромобилей.
Что изменила LG
Исследователи переработали не столько сам химический состав, сколько режим эксплуатации и процесс формирования ячеек. Кроме нового диапазона напряжений была применена более низкотемпературная процедура формирования, которая позволила снизить образование газа в крупноформатных элементах.
В результате оптимизированная ячейка сохранила 92,2% первоначальной энергии после 883 циклов. Исследование проводилось на полноформатных элементах с графитовым отрицательным электродом, изготовленных LG Energy Solution по производственному процессу компании.
До серийных электромобилей еще есть путь
Полученный результат демонстрирует потенциал LMR-технологии для крупных аккумуляторных ячеек, но сама работа остается исследованием технологии. LG Energy Solution и Сеульский национальный университет называют результат основой для дальнейшей коммерциализации LMR-батарей.
Для автопроизводителей такая химия интересна сочетанием высокой энергоемкости и меньшей зависимости от дорогостоящих материалов. А 883 цикла с сохранением 92,2% первоначальной энергии показывают, что проблему деградации крупных LMR-ячеек можно решать не только изменением состава катода, но и точной настройкой условий зарядки, разрядки и производства.
