LG tvrdí, že zastavilo degradáciu článkov bohatých na mangán. Riešením bolo nižšie napätie.

Katódy bohaté na lítium a mangán sú už desaťročie najlákavejšou nedokončenou myšlienkou batériového priemyslu: vysoká hustota energie, lacné suroviny, žiadny kobalt. Zároveň degradujú. LG Energy Solution a Seoulská národná univerzita teraz tvrdia, že zistili prečo, a riešením sa ukazuje byť zmena spôsobu, akým sa články nabíjajú, nie toho, z čoho sú vyrobené.

Práca bola publikovaná v časopise Nature Communications.

Odkiaľ pochádza energia navyše a kam sa stráca

V bežnej katóde ukladajú a uvoľňujú náboj iba prechodné kovy — nikel, mangán. V LMR katóde sa zapája aj kyslík. Práve tento aniónový redox prináša kapacitu navyše a je aj zdrojom problému.

Pri vybíjaní sa oxidovaný kyslík nevráti úplne do pôvodného stavu. To, čo zostane, poškodzuje kryštálovú štruktúru a vytvára plyn. V malom laboratórnom gombíkovom článku je to znesiteľné. Vo veľkoformátovom automobilovom článku plyn zvyšuje vnútorný tlak a výkon klesá.

Riešením je užšie napäťové okno

Tím zmenil prevádzkové okno namiesto chémie a znížil teplotu formovacieho kroku — prvého riadeného nabitia, ktoré článok vo výrobe dostane.

Pri testovaní na 40 Ah článkoch — v automobilovom meradle, nie gombíkových — bolo výsledkom zachovanie viac než 92,2 % pôvodnej energie po 883 nabíjacích a vybíjacích cykloch.

Čo naozaj nevieme

Chýbajú dve veci a práve tie by rozhodli o tom, či na tom komerčne záleží. LG nezverejnilo žiadny údaj o hustote energie ani o nabíjacom výkone stabilizovaných článkov. Neuviedlo žiadny harmonogram komercializácie ani dátum výroby.

Pri tejto absencii sa oplatí zastaviť. Nabíjanie na 4,3 V namiesto 4,6 V znamená vzdať sa časti kapacity, kvôli ktorej tam vyšší strop bol — tím vymenil energiu za životnosť a bez čísla vo Wh/kg nikto mimo LG nedokáže povedať, aký dobrý je to obchod. Článok, ktorý prežije 883 cyklov, ale dodá menej energie než už vyrábaný článok s vysokým obsahom niklu, je výskumný výsledok, nie produkt.

Tesla v tom všetkom a čo sa dostane do Európy

LG je jedným z dodávateľov článkov pre Teslu a vyrába články 2170 používané vo výrobe Model 3 a Model Y, takže chémia, ktorú LG dokáže reálne vyrobiť, je chémiou, ktorá by sa vierohodne mohla dostať do Tesly. To je poctivá hranica tohto tvrdenia: nič tu nehovorí, že Tesla si vybrala LMR, a Tesla sa nevyjadrila.

LMR by súperila o stredný segment ponuky. Európska rada Tesly sa už dnes delí medzi LFP — lacné, odolné, s nižšou hustotou energie — a články s vysokým obsahom niklu vo vozidlách s dlhším dojazdom. LMR mieri presne na medzeru medzi nimi: viac energie než LFP, výrazne lacnejšie než nikel-kobalt a bez otázky kobaltového dodávateľského reťazca.

Pre kupujúceho v Európe je praktickým čítaním to, že chémia bohatá na mangán sa posunula od „sľubná, ale degraduje” k „degraduje oveľa menej než predtým, za cenu, ktorú nám nepovedali”. Prechod ProLogium na sériovú výrobu polovodičových batérií má pripojený dátum. Toto nie, a kým ho mať nebude, patrí do kolónky výskumu.