LG, çalışma voltajlarını ve üretim sürecini değiştirerek LMR batarya dayanıklılığını artırmanın yollarını buldu. LMR, nikel ağırlıklı bataryalardan daha düşük maliyet ve LFP'den daha yüksek enerji yoğunluğu vadediyor. Sonuçlar umut verici olsa da şarj hızı, soğuk hava performansı ve gerçek dünya ömrü henüz kanıtlanmadı.
Ucuz elektrikli araç bataryaları kulağa harika gelir, ta ki batarya olma özelliklerini yitirene kadar. Lityum manganez zengini (LMR) bataryaların en büyük baş ağrılarından biri bu. Lityum demir fosfat (LFP) gibi daha düşük maliyetli kimyasallara en umut verici alternatiflerden biri olan LMR bataryalar, maliyet ve enerji yoğunluğu açısından büyük vaatler sunuyor; ancak ne kadar dayanıklı olduklarına dair soru işaretleri devam ediyor.
LG Energy Solution ve Seul Ulusal Üniversitesi, bu sorunun en azından bir kısmına faydalı bir yanıt buldu. Geliştirdikleri deneysel LMR hücreleri, 883 şarj-deşarj döngüsünün ardından ilk enerjilerinin etkileyici bir şekilde yüzde 92,2'sini korudu. Elektrikli araçların genellikle 1.000 ile 2.000 şarj döngüsü arasında dayanması bekleniyor.
Seul Ulusal Üniversitesi'nden Profesör Jongwoo Lim, çalışmada şu ifadeleri kullandı: "Bu çalışma, LMR bataryalardaki bozulmanın nedenlerini oksijen tersinebilirliği perspektifinden belirledi ve hücre kararlılığının yalnızca elektrokimyasal protokol tasarımı ile iyileştirilebileceğini gösterdi. LMR bataryalarda uzun vadeli kararlılık sağlamanın, yalnızca şarj koşullarının değil, aynı zamanda deşarj koşullarının da kapsamlı bir şekilde dikkate alınmasını gerektirdiğini doğruladık."
LMR, lityum-iyon ailesinin bir diğer üyesi ve katodu büyük ölçüde manganeze dayanıyor. Bu kimyanın cazibesini açıklamak oldukça kolay: Manganez, nikel ve kobalttan çok daha ucuz ve bol bulunabiliyor. Daha fazla manganez kullanmak, pahalı malzemeleri azaltırken, aynı zamanda hem ucuz hem de tipik bir nikel kobalt manganez (NCM) batarya kadar iyi performans gösteren bir batarya elde etme potansiyeli taşıyor.
LG, son deneylerinde katot içindeki oksijen tepkimelerini daha iyi kontrol etmeye çalıştı. Oksijen, LMR bataryaların enerji depolamasını sağlayan temel unsur. Ancak hücre içinde yarattığı tepkimelerin deşarj sırasında tersine dönmesi gerekiyor. Aksi takdirde yapıya zarar verebilir ve gaz birikimine neden olabilirler ki bu, sıkıca paketlenmiş bir batarya hücresinde istenmeyecek bir durum.
Araştırmacılar, bu tepkimeleri daha iyi kontrol etmek için çalışma voltajlarını değiştirdi. Şarj kesme voltajını 4,6 volttan 4,3 volta düşürmek, oksijen geri kazanımını yüzde 86'dan yüzde 97'ye çıkardı. Deşarjın 3 volt yerine 2 volta kadar izin verilmesi de sürece yardımcı oldu. LG, bu ayarlamaları daha düşük sıcaklıkta bir formasyon süreciyle birleştirdi; bu süreç, hücrelerin üretim sırasında geçtiği ilk koşullandırma aşaması. Bu optimize edilmiş protokol, hem gaz oluşumunu hem de yapısal hasarı azaltmaya yardımcı oldu.
LG konuyla ilgili yaptığı açıklamada, "Bu araştırma, LMR bataryaların karşı karşıya olduğu temel zorluklardan birine çözüm getiriyor. Gaz oluşumunu etkili bir şekilde bastırarak büyük formatlı hücrelerde bile istikrarlı bir batarya ömrünün sağlanabileceğini gösteriyor ve bir sonraki nesil LMR batarya pazarındaki büyüme için önemli bir temel oluşturuyor" ifadelerini kullandı.
Bazı otomobil üreticileri şimdiden LMR'ye büyük yatırımlar yapıyor. General Motors (GM), bu kimyayı üretim elektrikli araçlarında uygulayarak önemli maliyet tasarrufları elde etmeyi hedefliyor. Ancak daha ucuz malzemeler tek başına yeterli değil. LMR bataryalar, kapasite kaybı ve düşen voltaj sorunlarıyla mücadele ediyor; her iki durum da bataryanın enerji çıktısını düşürüyor.
GM, kendi LMR hücreleri için LFP'ye kıyasla benzer maliyetle yüzde 33 daha yüksek enerji yoğunluğu öngörüyor. LMR'nin bu vaadi, şirketin LFP'nin gelecekteki elektrikli araç filosunda gerçekten yer alıp almayacağını yeniden düşünmesinin nedenlerinden biri. GM ve LG daha önce 2028 yılında ABD'de LMR üretimi için planlarını duyurmuştu.
LG'den gelen bu yeni araştırma cesaret verici olsa da, şirket henüz LMR hücrelerinin şarj hızı, soğuk hava performansı veya ömür açısından üretim LFP bataryalarını geride bırakıp bırakmadığını kanıtlamış değil. Yine de bu önemli bir ilerleme ve LMR bataryaları gündemde tutuyor. Ancak bu bataryaları seri üretim bir elektrikli araçta görene kadar, vaatlerinin laboratuvardan sizin garajınıza giden yolda ne kadarını koruyacağını tam olarak bilemeyeceğiz.
