Baterie skoro bez kobaltu vydržela 883 cyklů. Průlom nepřinesl nový materiál, ale jiné nabíjení

Proč se o mangan tak bojuje

Zkratka LMR znamená lithium-manganese-rich, tedy katodu s vysokým podílem manganu. Materiál, který korejský tým zkoumal, má vzorec Li_1,14Ni_0,312Mn_0,544Co_0,004O₂ — kobaltu je v něm 0,27 % hmotnosti. Prakticky nula.

To je celé jádro věci. Kobalt je nejdražší a politicky nejcitlivější surovina v článku, mangan je naopak levný a hojný. Když se povede nahradit jedno druhým bez ztráty hustoty energie, klesne cena baterie — a s ní i cena auta. General Motors a LG Energy Solution loni oznámily, že jejich prizmatické LMR články mají o 33 % vyšší hustotu energie než nejlepší LFP při srovnatelné ceně, se složením zhruba 65 % manganu, 35 % niklu a méně než 2 % kobaltu.

LMR tedy míří přesně do díry mezi dvěma dnešními tábory: levné, ale energeticky slabší LFP na jedné straně, a drahé, ale výkonné NMC na straně druhé.

Problém, který se u velkých článků nedal přehlédnout

LMR získává část kapacity netradičně. Kromě přechodových kovů se na ukládání energie podílí i kyslík přímo v krystalové mřížce — při nabíjení se oxiduje, při vybíjení by se měl vrátit zpátky. Jenže se nevrací celý. Zbytek uniká jako plyn a mřížka se postupně rozpadá do struktury, která pracuje na nižším napětí. Odborně se tomu říká voltage fade a je to důvod, proč LMR desítky let zůstávala materiálem pro laboratoře.

V malých laboratorních článcích se to dá přežít. Ve velkých ne. Autoři studie to říkají otevřeně: velkoformátové články mají výrazně nižší toleranci k nárůstu vnitřního tlaku, protože v nich prostě není volný prostor, kam by plyn expandoval. Článek nakonec odvětrá — a to je konec.

Řešení nepřišlo z chemie, ale z nastavení

Tým vedený profesorem Jongwoo Limem z katedry chemie Soulské národní univerzity proměřil, jak se kyslík chová při různých napěťových režimech. Zjištění bylo, že reverzibilita nezávisí jen na horní hranici nabíjení, ale i na tom, jak hluboko se článek vybije. Snížení horní hranice ze 4,6 na 4,3 V zvedlo podíl zpětně zredukovaného kyslíku z 86 na 97 %.

Výsledky tří testovaných režimů po 400 cyklech mluví za vše:

To je nečekané. Nižší nabíjecí napětí obvykle znamená méně kapacity — tady byl výsledek opačný, protože hlubší vybití ztrátu vykompenzovalo a ještě přidalo. K tomu přišla druhá úprava: formace článku při 35 °C místo 45 °C, což dál potlačilo tvorbu plynu.

Na velkém 40Ah článku v režimu 4,25–2,00 V pak vyšlo číslo, které tiskovou zprávu drží pohromadě: 663 Wh/kg a 92,2 % zbývající energie po 883 cyklech. Studie vyšla v Nature Communications v srpnu, LG ji veřejně představila 7. září.

Co v tiskové zprávě nezaznělo

Tři poznámky, které při čtení čísel stojí za pozornost.

Wh/kg tady neznamená to, co si většina lidí představí. Hodnoty 663 a 698 Wh/kg jsou vztažené na hmotnost aktivního materiálu kladné elektrody, ne na celý článek. Skutečný článek k tomu má ještě anodu, elektrolyt, separátor, kolektory a obal. Kdo tato čísla srovná s údaji typu „300 Wh/kg" u komerčních článků, srovnává dvě různé veličiny.

Testovalo se v komfortních podmínkách. 883 cyklů proběhlo při 0,33 C a 25 °C. Tedy pomalé nabíjení v pokojové teplotě. O tom, jak se materiál chová při 150kW nabíjení, v mrazu nebo v letním vedru, studie nic neříká — a právě to jsou režimy, ve kterých auta reálně žijí.

Proti LFP je to pořád málo cyklů. Kvalitní LFP články dnes zvládají tisíce cyklů, u těch nejlepších se mluví o 3 000 a více. 883 cyklů se zbytkem 92,2 % je slibná trajektorie, ne hotový výsledek — křivka vypadá dobře, ale test u ní zatím skončil.

Zároveň je tu ale jedna věc, která se čte pozitivně: jestli se problém řeší napěťovým protokolem a teplotou formace, jde o parametry, které si výrobce nastaví v řídicí elektronice. Není potřeba čekat na nový materiál ani na novou továrnu.

Kdo na LMR sází

General Motors a LG Energy Solution jsou nejdál. Společný podnik Ultium Cells plánuje sériovou výrobu prizmatických LMR článků v USA na rok 2028, předvýroba má začít na lince LG koncem roku 2027. Prvními vozy mají být Chevrolet Silverado EV a Cadillac Escalade IQ — tedy velké pick-upy a SUV, kde se úspora na drahých kovech ve velkém akumulátoru projeví nejvíc.

Ford ohlásil vlastní LMR chemii v dubnu 2025 z vývojového centra Ion Park v Michiganu, s cílem nasadit ji do vozů do roku 2030. Konkrétní technické parametry nezveřejnil.

LG Chem od května letošního roku vyrábí katodový materiál první generace LMR na pilotní lince v Čchongdžu, a to už na úrovni odpovídající sériové výrobě. Specifikaci finálního produktu zatím dolaďuje.

CATL veřejně neukázal žádný LMR prototyp — drží ale podle dostupných analýz nejvíc patentů na LMR katody na světě a od roku 2023 je součástí projektu čínského ministerstva průmyslu zaměřeného na levnou hromadnou výrobu těchto materiálů. Čínské ticho v tomhle případě neznamená nezájem.

Co to znamená pro auta, která se prodávají tady

Zatím nic přímého — a je poctivé to říct. Všechny konkrétní LMR plány míří na americké velké vozy, na segment, který se v Evropě prakticky neprodává. Nejlevnější evropské elektromobily jako Citroën ë-C3 nebo BYD Dolphin Surf jedou na LFP a nic nenasvědčuje tomu, že by se to do roku 2028 mělo měnit.

Zajímavé to začne být ve chvíli, kdy se LMR dostane pod menší vozy. Chemie, která nabídne o třetinu vyšší hustotu energie než LFP za podobné peníze, znamená v praxi buď stejný dojezd s menší a lehčí baterií, nebo znatelně delší dojezd za stejnou cenu. V kategorii aut do milionu korun je to rozdíl mezi „na dovolenou raději ne" a „na dovolenou klidně".

Do té doby platí, že nejlevnější cesta k levnému elektromobilu vede přes LFP a sodíkové články, které CATL chystá do sériové výroby letos. LMR je sázka na druhou polovinu dekády.

Můžu si nižším nabíjecím napětím prodloužit život baterie ve svém autě?

Přímo ne — napěťové okno článku nastavuje výrobce v řídicí jednotce a řidič se k němu nedostane. Nabíjení do 80 % místo do 100 %, které se běžně doporučuje, funguje na podobném principu (menší namáhání katody v horní části kapacity), ale je to jiná vrstva problému než ta, kterou řešila korejská studie.

Je LMR lepší než LFP?

V hustotě energie ano, v životnosti a odolnosti zatím ne. LFP je prověřená chemie s tisíci cykly, stabilní cenou a dobrým chováním při rychlonabíjení. LMR slibuje víc energie na kilogram při podobné ceně, ale musí teprve dokázat, že vydrží stejně dlouho v reálném provozu. Nejpravděpodobnější scénář je, že si trh rozdělí — LFP pro malá auta, LMR pro velké akumulátory.

Kdy se LMR baterie objeví v autech, která se prodávají v Evropě?

Nejdřív ve druhé polovině dekády. Sériová výroba u Ultium Cells startuje v roce 2028 a míří na americké vozy; Ford mluví o roce 2030. Evropský dopad tedy přijde buď přes dovoz konkrétních modelů, nebo ve chvíli, kdy chemii převezmou asijští výrobci článků dodávající do zdejších továren.