LG'nin deneysel LMR bataryası, 883 şarj-deşarj döngüsünden sonra kapasitesinin %92'sini koruyor.

• LG, çalışma voltajlarını ve üretim sürecini değiştirerek LMR pillerinin dayanıklılığını artırmanın yollarını keşfetti.
• LMR piller, nikel açısından zengin pillere göre daha ucuzdur ve LFP pillere göre daha yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir.
• Sonuçlar umut verici, ancak şarj hızı, soğuk hava performansı ve gerçek dünya kullanım ömrü henüz kanıtlanmadı.

Daha ucuz elektrikli araç bataryaları fikri kulağa harika geliyor , ta ki bu bataryalar temel işlevlerini yerine getirme yeteneklerini kaybetmeye başlayana kadar. Bu, lityum demir fosfat (LFP) gibi düşük maliyetli kimyasallara umut vadeden alternatifler olan lityum manganezce zengin (LMR) bataryalar için uzun zamandır büyük bir sorun olmuştur. Bu bataryalar maliyet ve enerji yoğunluğu açısından büyük umut vaat ediyor, ancak ömürleri hakkında birçok soru işareti hala mevcut.

LG Energy Solution ve Seul Ulusal Üniversitesi, bu sorunun en azından bir kısmına faydalı bir çözüm sundu. Deneysel LMR pil hücreleri, 883 şarj-deşarj döngüsünden sonra başlangıç ​​kapasitelerinin %92.2'sini koruyarak etkileyici bir performans sergiledi. Elektrikli araçların genellikle 1000 ila 2000 şarj döngüsü arasında dayanması beklenir.

Seul Ulusal Üniversitesi'nden Profesör Jungwoo Lim çalışmada şunları belirtti: "Bu çalışma, oksijen tersinirliği perspektifinden LMR pillerindeki bozulmanın nedenlerini belirledi ve hücre stabilitesinin yalnızca elektrokimyasal protokol tasarımıyla iyileştirilebileceğini gösterdi. LMR pillerinde uzun vadeli stabilite elde etmenin, yalnızca şarj koşullarını değil, aynı zamanda deşarj koşullarını da kapsamlı bir şekilde incelemeyi gerektirdiğini doğruladık."

LMR piller, katodu büyük ölçüde manganez içeren lityum iyon pil ailesinin bir diğer üyesidir . Bu kimyanın cazibesi kolayca açıklanabilir: manganez, nikel ve kobalttan daha ucuz ve daha bol bulunur. Daha büyük miktarlarda kullanılması, pahalı bileşenlere olan ihtiyacı azaltırken, aynı zamanda hem ucuz hem de geleneksel nikel-kobalt-manganez (NCM) pil kadar iyi performans gösteren bir pil elde edilmesini sağlar.

LG, bu son deneylerde katot içindeki oksijen reaksiyonlarını daha iyi kontrol etmeyi amaçladı. Oksijen, LMR pillerinin enerji depolamasına yardımcı olan şeydir, ancak hücre içinde neden olduğu reaksiyonların deşarj sırasında tersine çevrilmesi gerekir; aksi takdirde yapı hasar görebilir ve gazlar birikebilir ki bu da kapalı bir pil hücresinin içinde istenmeyen bir durumdur.

Araştırmacılar, bu reaksiyonları daha iyi kontrol etmek için çalışma voltajlarını değiştirdiler. Şarj kesme voltajını 4.6V'tan 4.3V'a düşürmek, oksijen geri kazanımını %86'dan %97'ye yükseltti. Deşarjın 3V yerine 2V'a kadar düşürülmesine izin vermek de yardımcı oldu. LG, bu değişiklikleri, hücrelerin üretim sırasında geçirdiği ilk şartlandırma işlemi olan düşük sıcaklıkta şekillendirme işlemiyle birleştirdi. Bu geliştirilmiş protokol ayrıca gaz oluşumunu ve yapısal hasarı azaltmaya yardımcı oldu.

LG, bu araştırmanın LMR pillerinin karşılaştığı temel zorluklardan birine çözüm getirdiğini ve gaz oluşumunun etkin bir şekilde bastırılmasıyla büyük ölçekli hücrelerde bile istikrarlı pil ömrünün sağlanabileceğini gösterdiğini, böylece yeni nesil LMR pil pazarında büyüme için önemli bir temel oluşturduğunu açıklıyor.

Bazı otomobil üreticileri halihazırda LMR teknolojisine büyük yatırımlar yapıyor. GM, bu kimyayı üretim amaçlı elektrikli araçlarında uygulayarak önemli maliyet tasarrufları elde etmeyi bekliyor . Ancak daha ucuz bileşenler tek başına yeterli değil. LMR bataryaları, kapasite kaybı ve voltaj düşüşü gibi sorunlar yaşıyor; bunların her ikisi de batarya güç çıkışını azaltıyor.

GM, LFP bataryalarından, LMR hücrelerine benzer bir maliyetle %33 daha yüksek enerji yoğunluğu elde edeceğini öngördü. LMR'nin vaadi, şirketin LFP bataryalarının gelecekteki elektrikli araç serisinde yer alıp almayacağını yeniden değerlendirmesinin nedenlerinden biri. GM ve LG daha önce 2028 yılına kadar ABD'de LMR üretme planlarını açıklamıştı.

LG'nin bu yeni araştırması umut verici olsa da, şirket henüz LMR hücrelerinin şarj hızı, soğuk hava performansı veya kullanım ömrü açısından seri üretim LFP pillerinden daha iyi performans gösterip göstermediğini kanıtlayamadı . Yine de bu bir ilerleme ve LMR pillerini gündemde tutuyor, ancak onları seri üretim bir elektrikli araçta görmeden, bu vaadin laboratuvardan arabanıza geçtikten sonra ne kadar geçerli olduğunu bilemeyeceğiz.