LG Energy Solution, en colaboración con la Universidad Nacional de Seúl, ha conseguido mejorar de forma notable la durabilidad de las baterías LMR, ricas en manganeso, hasta el punto que ha podido demostrar su funcionamiento en celdas de gran formato que están pensadas para coches eléctricos. Jongwoo Lim, profesor asociado de Química en la propia universidad, se ha encargado del estudio, y el anuncio se hizo oficial el pasado 7 de septiembre.
La investigación, que se ha publicado en Nature Communications, ha sido capaz de demostrar que una celda LMR de más de 40 Ah puede conservar el 92,2% de su energía inicial después de 883 ciclos completos de carga y descarga. Más allá de estas cifras, lo realmente interesante es la forma en la que los investigadores han conseguido alcanzar dicha cifra, modificando las condiciones de funcionamiento de la batería para controlar mejor las reacciones del oxígeno.
«Confirmamos que lograr estabilidad a largo plazo en las baterías LMR requiere una consideración integral no solo de las condiciones de carga, sino también de las condiciones de descarga», explica Lim.
Manganeso en lugar de níquel y cobalto
En las celdas LMR desarrolladas por General Motors y LG Energy Solution, la composición es de un 65% de manganeso y un 35% de níquel, con una presencia de cobalto prácticamente testimonial, aunque también presente. GM asegura que esta configuración permite alcanzar una densidad energética alrededor de un 33% superior a la de las mejores baterías LFP a un coste comparable.
El problema es que las baterías LMR utilizan también el oxígeno presente en el material del electrodo para almacenar energía. Durante la carga, parte de ese oxígeno se oxida y, si posteriormente no consigue regresar correctamente a su estado original durante la descarga, puede terminar provocando daños en el interior de la propia estructura de la celda. Además, se genera gas, algo especialmente peligroso en celdas grandes que están destinadas a los coches eléctricos, donde el espacio disponible es limitado y un aumento de presión interna puede acelerar la degradación de manera considerable.
Control del voltaje sin cambiar la química
Los investigadores se dieron cuenta que, para solucionar este problema, tenían que ser capaces de controlar de forma efectiva, la ventana de funcionamiento. Al reducir la tensión máxima de carga de 4,6 a 4,3 voltios, la recuperación del oxígeno oxidado pasó del 86% al 97%. También comprobaron que reducir la tensión mínima de descarga de 3,0 a 2,0 voltios permitía que el oxígeno regresara prácticamente a su estado original.
A partir de los resultados obtenidos, el equipo modificó el rango de tensiones y el proceso inicial de formación de las celdas. Esta última etapa también se realizó a una temperatura más baja para reducir todavía más la generación de gases. El resultado fue una celda LMR de gran formato de más de 40 Ah que mantuvo el 92,2% de su energía después de 883 ciclos completos.
El estudio también señala una energía específica de 663 Wh/kg tomando como referencia la masa del material activo del electrodo positivo, aunque esta cifra no debe confundirse con la densidad energética del pack completo de un coche.
Y hay otro detalle especialmente importante: el avance no depende de introducir un material completamente nuevo ni de modificar por completo las fábricas de baterías. Los investigadores han demostrado que una parte fundamental del problema puede solucionarse simplemente optimizando las condiciones electroquímicas de funcionamiento. Eso abre la puerta a una implantación mucho más sencilla si los resultados se mantienen cuando esta tecnología pase a una producción industrial a gran escala.
Puede parecer que 883 ciclos no son muchos si hablamos de coches eléctricos, pero la cifra cambia cuando se traslada a kilómetros recorridos. Si tomamos como referencia un coche con unos 640 kilómetros de autonomía, 883 ciclos completos equivaldrían aproximadamente a 565.000 kilómetros. Con ese uso, la batería habría perdido alrededor de un 8% de su energía inicial, según los resultados obtenidos en laboratorio.
Rumbo a los SUV y pick-up eléctricas de GM en 2028
General Motors y LG Energy Solution ya trabajan en llevar las baterías LMR a los coches eléctricos de producción, y la propia LG ya mostró esta tecnología en la feria InterBattery 2026. Ambas compañías tienen previsto comenzar la preproducción de celdas prismáticas LMR a finales de 2027 y arrancar la producción comercial en Estados Unidos durante 2028 a través de Ultium Cells.
El objetivo inicial son los grandes SUV y las pick-up eléctricas de GM, donde el peso y el coste de una batería de gran capacidad tienen un impacto especialmente importante. La compañía quiere mantener autonomías superiores a 640 kilómetros al mismo tiempo que reduce el coste frente a las actuales baterías con alto contenido de níquel. De hecho, GM lleva trabajando con esta química desde 2015 y afirma que ya ha probado cientos de celdas prismáticas de gran formato en distintas configuraciones.
Si la industrialización prevista por GM y LG Energy Solution cumple los plazos, las primeras aplicaciones llegarán en 2028. Y eso significa que una batería capaz de ofrecer mucha autonomía, utilizar mucho menos cobalto y reducir el coste de producción podría estar bastante más cerca de los coches eléctricos que utilizamos a diario de lo que parecía hace apenas unos años.
