Brytyjska firma Integrals Power osiągnęła przełom w opracowaniu aktywnych materiałów katodowych z fosforanu litu i manganu (LMFP) do ogniw akumulatorowych. Wykorzystując zastrzeżoną technologię materiałową i opatentowany proces produkcyjny, firma pomyślnie pokonała spadek pojemności właściwej, który zwykle występuje przy zwiększonej zawartości manganu. W rezultacie powstał materiał katodowy, który obsługuje wyższe napięcia i charakteryzuje się imponującą gęstością energii.
Nowe akumulatory LMFP to przełom w branży motoryzacyjnej
Baterie LMFP (Lithium Manganese Iron Phosphate) to nowy typ akumulatorów litowo-jonowych, który łączy w sobie technologie bazujące na fosforanie litowo-żelazowym (LFP) oraz manganie. Ich skład chemiczny to LiMnFePO4, gdzie mangan (Mn) dodany do struktury fosforanu żelazowo-litowego poprawia pewne właściwości baterii.
Czytaj też:Nowy elektrolit sprawi, że samochody elektryczne pojadą dwa razy dalej na jednym ładowaniu
Właśnie dzięki obecności manganu ogniwa LMFP oferują wyższą gęstość energii w porównaniu do standardowych akumulatorów LFP. To oznacza, że mogą magazynować więcej energii na jednostkę masy, co jest istotne w kontekście zastosowań takich jak samochody elektryczne, gdzie kluczowe jest zmaksymalizowanie zasięgu na jednym ładowaniu.
Akumulatory takie są również odporniejsze na degradację chemiczną w porównaniu do baterii litowo-kobaltowych czy litowo-niklowych (stosowanych w bateriach NCM i NCA), co wydłuża ich cykl życia i zmniejsza potrzebę częstej wymiany. Są także mniej podatne na przegrzewanie się i zapłon, co czyni je odporniejszymi na awarie termiczne.
Według informacji Integrals Power, ich materiały LMFP charakteryzują się zawartością manganu wynoszącą 80 proc., a to znacznie więcej niż 50-70 proc. obserwowane w konkurencyjnych technologiach. Wykorzystując specjalistyczną technologię materiałową i opatentowane procesy produkcyjne, firma ominęła długotrwałe wyzwanie utrzymania określonej pojemności przy zwiększonej zawartości manganu.
Wyższe stężenie manganu pozwala materiałom osiągnąć pojemność właściwą 150 mAh/g i działać przy napięciu 4,1 V, w porównaniu do 3,45 V, które zwykle występuje w tradycyjnych ogniwach litowo-żelazowo-fosforanowych (LFP). Przemysł motoryzacyjny od dawna dąży do zwiększenia poziomu manganu w ogniwach LMFP przy jednoczesnym zachowaniu gęstości energii.
Behnam Hormozi, założyciel i CEO Integrals Power, mówi:
Wyzwaniem, z którym przemysł motoryzacyjny zmaga się od jakiegoś czasu, jest zwiększenie zawartości manganu w ogniwach LMFP do wysokiego poziomu przy zachowaniu tej samej pojemności właściwej co LFP. Przy stosowaniu tradycyjnych metod, im więcej manganu dodasz, tym bardziej spada pojemność właściwa, a to oznacza, że nie może on zapewnić wysokiej gęstości energii.
Niezależne testy przeprowadzone przez Graphene Engineering Innovation Centre (GEIC) potwierdziły te wyniki w konfiguracjach ogniw pastylkowych. Ponadto trwają dodatkowe oceny z wykorzystaniem ogniw kieszeniowych, które lepiej odzwierciedlają formaty akumulatorów stosowane w pojazdach elektrycznych. Firma będzie produkować wysokowydajne materiały katodowe LMFP w swoim nowym zakładzie, wraz ze swoją opatentowaną chemią LFP.