Daha ucuz LG batarya, 400 mil menzilli GM kamyonlarında Mn kullanıyor

Lityum manganez (LMR) piller, Elon Musk da dahil olmak üzere birçok kişi tarafından uzun süredir elektrikli araçlar için bir sonraki büyük yenilik olarak lanse edilmektedir. Nikel veya kobalt içermeyen, bunun yerine ucuz ve bol miktarda bulunan manganez içeren bu pillerin enerji yoğunluğu, uzun menzilli veya yüksek performanslı elektrikli araçlara takılan pahalı pillerinkiyle rekabet edebilir.

Ancak LMR pil kimyasıyla ilgili sorun her zaman kararlılık olmuştur. LMR katotları, şarj döngüleri sırasında gaz üretme eğilimindedir. Bu durum, Amazon’da bir doların altında satılan Duracell manganez AA piller gibi küçük bir ünitede yönetilebilir bir rahatsızlık olsa da, gerçek elektrikli kamyonlara veya SUV’lere takılan türden büyük piller için ciddi bir sorundur.

Seul Ulusal Üniversitesi Kimya Bölümü'nden Profesör Jongwoo Lim'in ekibiyle birlikte çalışan LG Energy Solution, bu sorunun nedenini tam olarak belirlediğini ve sorunu çözdüğünü açıkladı. Ortak araştırmaya göre, gaz birikiminin nedeni, şarj sırasında oksitlenen ancak deşarj sırasında orijinal haline tam olarak dönemeyen katot içindeki oksijendir; bu durum pilin iç yapısına zarar verebilir.

Çözümün neredeyse tamamen voltaj yönetimi ile ilgili olduğu ortaya çıktı. Üst şarj voltajını 4,6 V'tan 4,3 V'a düşürmek, oksitlenmiş oksijenin indirgenme oranını yüzde 86'dan yüzde 97'ye çıkardı; deşarj kesme voltajını ise 3,0 V'tan 2,0 V'a düşürmek, oksijenin neredeyse tamamen geri kazanılmasını sağladı.

LG Energy Solution daha sonra çalışma voltaj aralığını yeniden tasarladı ve hücrenin oluşum süreci sırasında sıcaklığı düşürdü; böylece bir dizi büyük 40 Ah'lik hücrede istenmeyen gaz oluşumunu engelledi. Bu voltaj ve termal yönetim iyileştirmeleri sayesinde, lityum-manganez pil paketi, 883 şarj ve deşarj döngüsünden sonra bile başlangıç kapasitesinin %92'sinden fazlasını korudu.

Bu rakam, LMR kimyasının sadece laboratuvarda bir kavram kanıtı olarak kalmak yerine otomotiv ölçeğinde üretime dayanabileceğini gösteriyor; bu nedenle LG, bulgularını Nature Communications dergisinde hakemli bir yenilik makalesi olarak yayınladı. Şirket, 2030 yılına kadar gelecekteki elektrikli kamyon ve SUV'lerine prizmatik LMR hücreleri entegre etmek üzere GM ile ortaklık kurmuş olması nedeniyle, üretim düzeyinde LMR teknolojisine zaten kendini adamıştır.