Une batterie LG moins chère utilise du manganèse pour les camions GM d’une autonomie de 400 miles

Les batteries au lithium-manganèse (LMR) sont depuis longtemps présentées comme la prochaine grande innovation pour les véhicules électriques, notamment par Elon Musk. Sans nickel ni cobalt, mais contenant à la place du manganèse, un élément bon marché et abondant, leur densité énergétique peut rivaliser avec celle des cellules coûteuses utilisées dans les véhicules électriques à longue autonomie ou hautes performances.

Le problème lié à la composition chimique des batteries LMR a toutefois toujours été celui de la stabilité. Les cathodes LMR ont tendance à générer du gaz au cours des cycles de charge. Il s’agit d’un inconvénient gérable dans une petite unité comme les piles AA au manganèse Duracell, vendues à moins d’un dollar sur Amazon, mais d’un problème sérieux pour les grandes cellules du type de celles qui équipent les camions ou SUV électriques.

LG Energy Solution, en collaboration avec l’équipe du professeur Jongwoo Lim du département de chimie de l’université nationale de Séoul, affirme avoir désormais identifié précisément la cause de ce phénomène et y avoir remédié. Selon cette étude conjointe, l'accumulation de gaz est due à la présence d’oxygène à l’intérieur de la cathode, qui s’oxyde pendant la charge mais ne parvient pas à revenir entièrement à son état d’origine pendant la décharge, ce qui peut endommager la structure interne de la cellule.

La solution s’est avérée reposer presque entièrement sur la gestion de la tension. La réduction de la tension de charge maximale de 4,6 V à 4,3 V a permis de faire passer le taux de réduction de l’oxygène oxydé de 86 % à 97 %, tandis que l’abaissement de la tension de coupure de décharge de 3,0 V à 2,0 V a permis à l’oxygène de se régénérer presque entièrement.

LG Energy Solution a ensuite redéfini la plage de tension de fonctionnement et abaissé la température pendant le processus de formation de la cellule, supprimant ainsi la production indésirable de gaz dans un ensemble de grandes cellules de 40 Ah. Grâce à ces améliorations en matière de gestion de la tension et de la température, le pack lithium-manganèse a conservé plus de 92 % de sa capacité initiale, même après 883 cycles de charge et de décharge.

Ce chiffre signifie que la chimie LMR peut faire ses preuves à l’échelle de la production automobile, et non pas rester un simple « proof of concept » en laboratoire ; LG a donc soumis ses résultats sous forme d’innovation évaluée par des pairs dans la revue *Nature Communications*. L’entreprise s’est déjà engagée en faveur de la technologie LMR au niveau de la production, puisqu’elle s’est associée à GM pour intégrer des cellules LMR prismatiques dans ses futurs camions et SUV électriques d’ici 2030.