LG Energy Solution franchit une nouvelle étape vers la commercialisation de la batterie LMR dans les grandes cellules destinées aux voitures électriques.
La batterie LMR gagne en stabilité
Le fabricant sud-coréen et l’Université nationale de Séoul ont identifié un moyen de limiter la formation de gaz et la perte de capacité au fil des cycles de charge et de décharge. Ces deux phénomènes constituaient le principal obstacle à l’utilisation des batteries lithium riches en manganèse dans de grandes cellules.
La technologie LMR doit réduire le coût des matériaux en employant principalement du manganèse, moins onéreux, tout en se passant de cobalt. Sa cathode peut atteindre une densité énergétique élevée grâce au stockage d’énergie assuré par des métaux de transition, notamment le nickel et le manganèse, mais aussi par l’oxygène.
Ce fonctionnement présente toutefois une difficulté. Lorsque l’oxygène oxydé pendant la charge ne retrouve pas complètement son état initial lors de la décharge, il peut endommager la structure interne et produire du gaz. Dans une grande cellule automobile, l’espace disponible est limité : cette accumulation augmente alors la pression interne et dégrade les performances.
Des tensions optimisées sur une cellule de 40 Ah
Les chercheurs ont étudié la réaction d’oxydoréduction de l’oxygène en faisant varier plusieurs paramètres de charge et de décharge. En abaissant la tension maximale de charge de 4,6 à 4,3 V, le taux de réduction de l’oxygène oxydé est passé de 86 % à 97 %. La diminution de la tension minimale de décharge de 3,0 à 2,0 V a permis à l’oxygène de retrouver un état proche de son état initial.
LG Energy Solution a ensuite revu la plage de tension et les conditions du processus de formation pour une grande cellule LMR de 40 Ah. Une température de formation plus basse a aussi contribué à réduire la production de gaz.
La cellule optimisée a conservé 92,2 % de son énergie initiale après 883 cycles de charge-décharge. Selon le professeur Jongwoo Lim, ces travaux montrent que la stabilité peut être améliorée par le seul réglage du protocole électrochimique, à condition de tenir compte des conditions de charge comme de décharge. Cette longévité ouvre la voie à l’emploi du LMR dans les grandes cellules pour véhicules électriques, au-delà de ses applications de petit format.
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