Material catódico de terceira geração LNMO se aproxima da produção e aplicação em massa

Agosto de 2025 – Nos últimos anos, a indústria de baterias de lítio tem feito progressos contínuos no desenvolvimento de materiais catódicos. No Fórum CIBF2023, o Professor Huang Xuejie, do Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências, classificou a evolução dos materiais catódicos em três gerações: a primeira geração é o óxido de lítio e manganês (LMO), a segunda geração compreende o fosfato de ferro e lítio (LFP) e materiais ternários, e a terceira geração apresenta o óxido de lítio e níquel-manganês do tipo espinélio (LiNi₀.₅Mn₁.₅O₄, ou LNMO) e o óxido de lítio e níquel.

Entre eles, o LNMO é considerado um dos principais candidatos para materiais catódicos de próxima geração devido à sua alta tensão operacional, elevada densidade de energia e menor custo. É visto como uma alternativa promissora aos sistemas LFP e ternários. Diversas empresas líderes em baterias demonstraram forte interesse no LNMO e estão ativamente engajadas em P&D e reservas tecnológicas.

Vantagens da tecnologia LNMO

lLivre de cobalto e econômico: o LNMO não contém cobalto e é composto principalmente de manganês. Seu custo de material é aproximadamente 20% menor que o LFP e 40% menor que o dos cátodos ternários.

lAlta densidade de energia: com uma plataforma de descarga de até 4,5 V (comparado a 3,2 V para LFP), o LNMO oferece um aumento de 22,5% na densidade de energia por unidade de massa.

lMelhor utilização de lítio: o LNMO aumenta a utilização de recursos de lítio de cerca de 70% (materiais ternários típicos) para cerca de 95%, reduzindo significativamente o consumo de lítio.

lDensidade de energia volumétrica superior: as células LNMO fornecem densidade de energia volumétrica até 50% maior que as LFP, tornando-as ideais para aplicações com restrições de volume rigorosas, como veículos elétricos de passageiros e sistemas de armazenamento de energia.

Avanços de engenharia e prontidão para produção

Apesar de suas vantagens, a comercialização do LNMO tem sido dificultada por desafios técnicos, como a instabilidade do eletrólito sob alta tensão e a degradação da capacidade causada pela dissolução do manganês. No entanto, após 17 anos de pesquisa, a equipe do Professor Huang superou gradualmente esses gargalos.

De acordo com relatórios públicos, o Laboratório do Lago Songshan já atingiu uma capacidade de produção diária de 300 kg de material LNMO. Além disso, as baterias soft-pack de LNMO/grafite desenvolvidas no laboratório passaram por testes rigorosos, demonstrando:

lMais de 3.000 ciclos de carga e descarga com retenção de capacidade de 97% após 100 semanas

lRetenção de capacidade de 94,6% a -20°C

lCarregamento rápido: bateria soft-pack de 32 Ah carrega de 20% a 80% SOC em apenas 12 minutos

lSegurança: Célula prismática de 100 Ah carregada a 4,8 V passou no teste de penetração de pregos sem incêndio ou explosão

Além disso, a equipe desenvolveu um pacote abrangente de industrialização, incluindo formulações de eletrólitos de alta voltagem, tratamentos de superfície de folha de alumínio e alternativas de aglutinante PVDF, acelerando a transição da pesquisa em escala de laboratório para a viabilidade comercial.

Panorama

Considerando os resultados promissores e o crescente apoio industrial, o LNMO está agora tecnicamente pronto para implantação em larga escala. Suas vantagens de desempenho em termos de custo, segurança e densidade energética o tornam um candidato ideal para ferramentas elétricas, sistemas de armazenamento de energia e veículos elétricos.

Com investimentos contínuos da indústria e da academia, espera-se que o LNMO se torne o principal material catódico da terceira geração, impulsionando a inovação tecnológica e apoiando o desenvolvimento sustentável de recursos de baterias de lítio.