LG tvrdí, že zastavila degradaci článků bohatých na mangan. Řešením bylo nižší napětí.

Katody bohaté na lithium a mangan jsou už deset let nejlákavějším nedokončeným nápadem bateriového průmyslu: vysoká hustota energie, levné suroviny, žádný kobalt. Také ale degradují. LG Energy Solution a Soulská národní univerzita nyní tvrdí, že zjistily proč — a řešením se ukázala být změna způsobu nabíjení článků, nikoli toho, z čeho jsou vyrobeny.

Práce byla publikována v časopise Nature Communications.

Odkud se bere energie navíc a kam se ztrácí

V konvenční katodě ukládají a uvolňují náboj pouze přechodné kovy — nikl, mangan. V katodě LMR se zapojuje i kyslík. Právě tento aniontový redoxní děj přináší kapacitu navíc a je zároveň i zdrojem problému.

Při vybíjení se oxidovaný kyslík plně nevrací do původního stavu. To, co po něm zůstává, poškozuje krystalovou strukturu a vytváří plyn. V malém laboratorním knoflíkovém článku je to snesitelné. Ve velkoformátovém automobilovém článku plyn zvyšuje vnitřní tlak a výkon klesá.

Řešením je užší napěťové okno

Tým změnil provozní okno místo chemického složení a snížil teplotu formovacího kroku — prvního řízeného nabití, které článek dostane ve výrobě.

Při testech na článcích o kapacitě 40 Ah — tedy v automobilovém měřítku, nikoli na knoflíkových článcích — byl výsledkem zůstatek přes 92,2 % původní energie po 883 nabíjecích a vybíjecích cyklech.

Co skutečně není známo

Chybí dvě věci a právě ty dvě by rozhodly, zda to má komerční význam. LG nezveřejnila žádný údaj o hustotě energie ani o nabíjecím výkonu stabilizovaných článků. Neuvedla žádný harmonogram komercializace ani datum zahájení výroby.

U té absence stojí za to se zastavit. Nabíjení na 4,3 V místo 4,6 V znamená vzdát se části kapacity, kvůli které tam vyšší strop byl — tým vyměnil energii za životnost a bez čísla ve Wh/kg nikdo mimo LG nedokáže říct, jak dobrý ten obchod je. Článek, který přežije 883 cyklů, ale dodá méně energie než vysokoniklový článek, který se už vyrábí, je výzkumný výsledek, nikoli produkt.

Tesla v tom všem a co dorazí do Evropy

LG patří mezi dodavatele článků pro Teslu a vyrábí články 2170 používané ve výrobě Modelu 3 a Modelu Y. Chemie, kterou LG dokáže skutečně vyrábět, je tedy chemií, která by se do Tesly věrohodně dostat mohla. To je poctivá hranice celého tvrzení: nic zde neříká, že Tesla LMR zvolila, a Tesla se k tomu nevyjádřila.

LMR by soupeřila o střed nabídky. Evropská řada Tesly se už dnes dělí mezi LFP — levné, odolné, s nižší hustotou energie — a vysokoniklové články ve vozech s delším dojezdem. LMR míří přesně do mezery mezi nimi: více energie než LFP, výrazně nižší cena než nikl-kobalt a odpadá otázka dodavatelského řetězce kobaltu.

Pro kupujícího v Evropě je praktické čtení takové, že chemie bohatá na mangan se posunula z „slibná, ale degraduje” na „degraduje mnohem méně než dřív, za cenu, kterou nám neřekli”. Přechod ProLogium na sériovou výrobu solid-state baterií má připojené datum. Tohle ne — a dokud ho mít nebude, patří do kolonky výzkumu.