LG sier de har stanset kapasitetsfallet i manganrike celler. Løsningen var lavere spenning.

Litium-manganrike katoder har vært batteribransjens mest forlokkende uferdige idé i et tiår: høy energitetthet, billige råvarer, ingen kobolt. De taper seg også. LG Energy Solution og Seoul National University sier nå at de har funnet ut hvorfor, og løsningen viser seg å være en endring i hvordan cellene lades, snarere enn i hva de er laget av.

Arbeidet ble publisert i Nature Communications.

Hvor den ekstra energien kommer fra, og hvor den blir av

I en konvensjonell katode er det bare overgangsmetallene — nikkel, mangan — som lagrer og frigjør ladning. I en LMR-katode deltar også oksygenet. Denne anioniske redoksprosessen er det som gir den ekstra kapasiteten, og den er samtidig problemet.

Ved utlading vender det oksiderte oksygenet ikke fullt ut tilbake til sin opprinnelige tilstand. Det som blir igjen, skader krystallstrukturen og danner gass. I en liten knappcelle i laboratoriet er det til å leve med. I en stor bilcelle øker gassen det indre trykket, og ytelsen faller bort.

Løsningen er et smalere spenningsvindu

Teamet endret driftsvinduet i stedet for kjemien, og senket temperaturen i formeringstrinnet — den første kontrollerte ladingen en celle får på fabrikken.

Testet på 40 Ah-celler — i bilformat, ikke knappceller — ble resultatet over 92,2 % av den opprinnelige energien beholdt etter 883 lade- og utladingssykluser.

Det som virkelig ikke er kjent

To ting mangler, og det er de to som ville avgjøre om dette betyr noe kommersielt. LG har ikke offentliggjort noe tall for energitetthet og ingen tall for ladeeffekt for de stabiliserte cellene. Selskapet har ikke gitt noen tidsplan for kommersialisering og ingen produksjonsdato.

Det fraværet er verdt å dvele ved. Å lade til 4,3 V i stedet for 4,6 V betyr å gi opp noe av den kapasiteten det høyere taket var der for å nå — byttet teamet har gjort, er holdbarhet mot energi, og uten et Wh/kg-tall kan ingen utenfor LG si hvor godt bytte det er. En celle som overlever 883 sykluser, men leverer mindre energi enn en høynikkelcelle som allerede er i produksjon, er et forskningsresultat, ikke et produkt.

Tesla-vinkelen, og hva som når Europa

LG er en av Teslas celleleverandører og produserer 2170-celler som brukes i produksjonen av Model 3 og Model Y, så en kjemi LG faktisk kan produsere, er en kjemi som rimeligvis kan havne i en Tesla. Det er den ærlige grensen for påstanden: ingenting her sier at Tesla har valgt LMR, og Tesla har ikke kommentert saken.

Det LMR ville konkurrere om, er midtsjiktet. Teslas europeiske utvalg er allerede delt mellom LFP — billig, holdbart, mindre energitett — og høynikkelceller i bilene med lengst rekkevidde. LMR sikter mot nøyaktig gapet mellom dem: mer energi enn LFP, vesentlig billigere enn nikkel-kobolt, og med spørsmålet om koboltforsyningskjeden fjernet.

For en kjøper i Europa er den praktiske lesningen at manganrik kjemi har flyttet seg fra «lovende, men det degraderer» til «degraderer mye mindre enn før, til en kostnad vi ikke har fått vite». ProLogiums overgang til serieproduksjon av faststoffceller har en dato knyttet til seg. Dette har ikke det, og til det skjer, hører det til i forskningskolonnen.