Компания LG Energy Solution заявила, что решила главную проблему литий-марганцевых аккумуляторов — выделение газа в ячейках при зарядке. Открытие приближает появление электромобилей с запасом хода около 640 км (400 миль), которые при этом окажутся дешевле нынешних массовых моделей на батареях LFP. Новые ячейки должны появиться в электрических пикапах и внедорожниках GM.
Почему марганец так привлекателен
Литий-марганцевые батареи с высоким содержанием марганца (LMR, lithium manganese-rich) давно называют следующим большим шагом для электромобилей — в числе их сторонников был и Илон Маск. В катоде таких ячеек нет дорогих никеля и кобальта: вместо них используется дешёвый и широко распространённый марганец. При этом по плотности энергии LMR могут соперничать с дорогими ячейками, которые ставят в электромобили с большим запасом хода и в производительные модели.
Для понимания масштаба стоит вспомнить, как устроен рынок сейчас. Никель-марганец-кобальтовые (NMC) батареи дают высокую плотность энергии, но стоят дорого из-за никеля и кобальта. Литий-железо-фосфатные (LFP) заметно дешевле и долговечнее, однако запасают меньше энергии на килограмм. LMR обещает сочетать сильные стороны обоих подходов.
Батарея LMR от LG Energy Solution на выставке InterBattery 2026
Главная проблема — газ
Слабым местом химии LMR всегда была стабильность. Катоды таких ячеек склонны выделять газ в ходе циклов зарядки. В маленьких элементах питания с этим можно мириться, но для крупных ячеек, которые ставятся в настоящие электрические пикапы и внедорожники, газообразование становится серьёзной проблемой: оно ускоряет деградацию и повреждает внутреннюю структуру батареи.
LG Energy Solution совместно с командой профессора Чонву Лима с химического факультета Сеульского национального университета выяснила, откуда именно берётся газ. Согласно совместному исследованию, причина — кислород внутри катода: при зарядке он окисляется, но во время разрядки не полностью возвращается в исходное состояние, и это разрушает структуру ячейки.
Решение — управление напряжением
Как оказалось, проблему почти целиком удалось решить правильной настройкой напряжений. Исследователи изменили два ключевых параметра:
- снижение верхнего порога зарядного напряжения с 4,6 до 4,3 В повысило долю восстановленного окисленного кислорода с 86 до 97%;
- снижение нижнего порога разрядки с 3,0 до 2,0 В позволило кислороду восстанавливаться практически полностью.
Затем LG Energy Solution пересмотрела рабочее окно напряжений и снизила температуру на этапе формирования ячеек — первых заводских циклов зарядки и разрядки, во время которых внутри батареи складывается её рабочая структура. Это позволило подавить нежелательное газообразование в крупных ячейках ёмкостью 40 А·ч.
Результат выглядит убедительно: после 883 циклов зарядки и разрядки литий-марганцевые ячейки сохранили более 92% исходной ёмкости.
От лаборатории к серийным машинам
Такие показатели означают, что химия LMR способна выдержать масштабы автомобильного производства, а не остаться лабораторной демонстрацией. Результаты исследования опубликованы в рецензируемом научном журнале Nature Communications.
Компания уже сделала ставку на LMR на уровне производства: вместе с GM она планирует к 2030 году оснастить будущие электрические пикапы и внедорожники американского концерна призматическими ячейками LMR. Если технология оправдает ожидания, электромобили с большим запасом хода смогут заметно подешеветь — а именно цена сегодня остаётся одним из главных барьеров для массового перехода на электротранспорт.
