LG Energy Solution在“InterBattery 2026”展出的LMR电池

LG Energy Solution与首尔大学在锂锰富集材料(LMR)电池商业化研究上取得新进展。LG Energy Solution 9月7日表示,公司与首尔大学化学系Lim Jong-woo教授团队开展联合研究,围绕LMR电池在电动汽车大容量电芯中的应用难点,提出了抑制产气、提升稳定性的解决方案。

LMR是一类不含钴、以成本相对更低的锰为主要原料的下一代正极材料,有助于降低材料成本。其特点在于,除过渡金属外,还可利用材料内部氧参与储能,因此具备更高能量密度潜力。不过,在充电过程中被氧化的氧如果无法在放电阶段充分恢复,就可能引发材料内部结构受损并导致产气。对于内部空间有限的电动汽车大电芯而言,这会造成电芯内压升高并影响性能,也被视为LMR商业化面临的核心瓶颈之一。

研究团队系统分析了不同充放电条件下氧的氧化还原行为,确认影响氧可逆性的关键因素不仅包括充电上限电压,也包括放电下限电压。结果显示,当充电上限电压由4.6V下调至4.3V时,氧的还原恢复比例由86%提升至97%;当放电下限由3.0V进一步降至2.0V时,氧几乎可以恢复至初始状态。

基于上述结果,LG Energy Solution研究团队对40Ah级LMR大电芯的电压窗口和活化工艺进行了优化,并在活化阶段加入降温步骤,以抑制大电芯特有的产气问题。测试结果显示,在优化条件下,40Ah级LMR大电芯完成883次循环后,初始能量保持率仍达到92.2%。这一结果表明,LMR材料在可实际搭载于电动汽车的大电芯层面展现出商业化潜力。

首尔大学Lim Jong-woo教授表示,此次研究从氧可逆性的角度揭示了LMR电池性能劣化的原因,也说明即便仅通过电化学协议设计,也能够提升电芯稳定性。要确保LMR电池的长期稳定运行,必须同时综合考虑充电条件和放电条件。

LG Energy Solution方面表示,此次研究有效应对了LMR电池产气这一关键课题,证明即便在大电芯条件下也能够实现稳定寿命表现,并将为公司在下一代LMR电池市场加快布局提供支撑。

相关研究成果已发表于国际学术期刊《Nature Communications》。

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