Una batteria LG più economica utilizza il manganese per i camion GM con un'autonomia di 400 miglia

Le batterie al litio-manganese (LMR) sono state a lungo presentate come la prossima grande novità per i veicoli elettrici, anche da Elon Musk. Prive di nichel o cobalto, ma contenenti invece manganese, un materiale economico e abbondante, la loro densità energetica può rivaleggiare con quella delle costose celle utilizzate nei veicoli elettrici a lungo raggio o ad alte prestazioni.

Il problema legato alla composizione chimica delle batterie LMR, tuttavia, è sempre stato quello della stabilità. I catodi LMR tendono a generare gas durante i cicli di ricarica. Si tratta di un inconveniente gestibile in un’unità di piccole dimensioni come le batterie AA al manganese Duracell, che su Amazon costano meno di un dollaro, ma rappresenta un problema serio per le celle di grandi dimensioni del tipo utilizzato nei camion o nei SUV elettrici veri e propri.

LG Energy Solution, in collaborazione con il team del professor Jongwoo Lim del Dipartimento di Chimica dell’Università Nazionale di Seul, afferma di aver ora individuato con esattezza il motivo per cui ciò accade e di aver risolto il problema. Secondo lo studio congiunto, l’accumulo di gas è riconducibile all’ossigeno presente all’interno del catodo, che viene ossidato durante la ricarica ma non riesce a tornare completamente al suo stato originario durante la scarica, il che può danneggiare la struttura interna della cella.

La soluzione si è rivelata riguardare quasi esclusivamente la gestione della tensione. Abbassando la tensione massima di carica da 4,6 V a 4,3 V, il tasso di riduzione dell’ossigeno ossidato è aumentato dall’86% al 97%, mentre abbassando la tensione di interruzione della scarica da 3,0 V a 2,0 V si è ottenuto il recupero quasi completo dell’ossigeno.

LG Energy Solution ha quindi riprogettato l’intervallo di tensione operativa e abbassato la temperatura durante il processo di formattazione della cella, sopprimendo così la generazione indesiderata di gas in una serie di grandi celle da 40 Ah. Grazie a questi miglioramenti nella gestione della tensione e della temperatura, il pacco batterie al litio-manganese ha mantenuto oltre il 92% della propria capacità iniziale anche dopo 883 cicli di carica e scarica.

Tale dato dimostra che la chimica LMR è in grado di reggere su scala automobilistica di produzione, anziché limitarsi a rimanere una semplice prova di concetto in laboratorio; pertanto, LG ha presentato i propri risultati come innovazione sottoposta a revisione tra pari sulla rivista *Nature Communications*. L’azienda è già impegnata nella produzione di batterie LMR, avendo stretto una partnership con GM per integrare celle LMR prismatiche nei suoi futuri camion e SUV elettrici entro il 2030.