Koniec z szybką degradacją baterii. Inżynierowie wydłużyli żywotność tanich akumulatorów EV

LG i Uniwersytet Narodowy w Seulu poprawiły żywotność tanich baterii LMR. Nowa metoda ogranicza degradację ogniw, zachowując 92,2 proc. energii po 883 cyklach.

Firma LG Energy Solution we współpracy z Uniwersytetem Narodowym w Seulu ogłosiła techniczne postępy w pracach nad akumulatorami litowo-manganowymi (LMR). Naukowcom udało się skutecznie ograniczyć szybką degradację ogniw, która dotychczas stanowiła główną barierę przed ich komercyjnym zastosowaniem w masowej produkcji samochodów elektrycznych.

Eksperymentalne jednostki po wdrożeniu nowych procedur zachowały 92,2 procent swojej początkowej pojemności po przeprowadzeniu 883 cykli ładowania i rozładowywania. Standardowy wymóg rynkowy stawiany współczesnym pojazdom elektrycznym zakłada minimalną żywotność na poziomie od 1000 do 2000 cykli roboczych.

fot. Unsplash / Zaptec

Modyfikacja napięcia i kontrola reakcji tlenowych

Technologia LMR należy do rodziny akumulatorów litowo-jonowych i opiera się na katodzie z bardzo dużą zawartością manganu. Stanowi on znacznie tańszą i łatwiej dostępną alternatywę dla powszechnie stosowanego niklu oraz kobaltu.

Profesor Jongwoo Lim zaznaczył, że kluczem do laboratoryjnego sukcesu było dogłębne zrozumienie odwracalności reakcji tlenowych. Tlen bezpośrednio wspomaga proces magazynowania energii, jednak jego nieodwracalność podczas cyklu rozładowywania prowadziła do gromadzenia się gazów. Skutkowało to w przeszłości postępującymi uszkodzeniami strukturalnymi wewnątrz hermetycznego ogniwa.

fot. Unsplash / Oxana Melis

Badacze zoptymalizowali protokoły elektrochemiczne, zmieniając wyłącznie wartości napięcia roboczego akumulatora. Obniżenie górnego progu odcięcia ładowania z 4,6 V do 4,3 V zauważalnie poprawiło odzysk tlenu z 86 do 97 procent.

Dodatkowo inżynierowie zezwolili na głębsze rozładowanie jednostki, schodząc do poziomu 2 V zamiast dotychczasowych 3 V. Parametry te połączono bezpośrednio z procesem formowania ogniw w niższych temperaturach na początkowym etapie produkcji fabrycznej.

Perspektywy rynkowe i plany koncernu GM

Rozwój chemii LMR budzi rosnące zainteresowanie dużych koncernów motoryzacyjnych poszukujących optymalizacji kosztów. Przedsiębiorstwo General Motors szacuje, że nowe ogniwa mogą zaoferować o 33 procent wyższą gęstość energii niż tanie baterie litowo-żelazowo-fosforanowe (LFP), zachowując przy tym porównywalne koszty wytworzenia.

fot. Unsplash / Juice

Przedstawiciele GM i LG potwierdzili już w przeszłości plany uruchomienia wspólnej, amerykańskiej linii produkcyjnej akumulatorów LMR w 2028 roku. Pomimo pomyślnych wyników testów w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych, technologia ta wymaga jeszcze rygorystycznej weryfikacji.

Koncern LG nie opublikował dotychczas danych dokumentujących faktyczne zachowanie ogniw LMR w warunkach zimowych. Niewiadomą pozostaje również maksymalna krzywa ładowania w bezpośrednim zestawieniu z obecnymi na rynku, mocno dopracowanymi pakietami LFP.

Źródło: InsideEVs