شركة LG Energy Solution وجامعة Seoul National University تُحقّقان تقدماً في تقنية بطاريات LMR العالية السعة

أعلنت شركة تصنيع البطاريات الكورية الجنوبية LG Energy Solution، بالتعاون مع فرق بحثية في جامعة Seoul National University، في 7 سبتمبر 2026، عن التوصل إلى تقنية أساسية تهدف إلى تحسين الاستقرار الهيكلي والتشغيلي لمواد الكاثود المصنوعة من أكسيد الطبقات الغني بالليثيوم والمنغنيز. ويسعى هذا التطور إلى معالجة آليات التدهور الأساسية التي حالت لفترة طويلة دون الاستخدام التجاري لبطاريات الليثيوم والمنغنيز الغنية في السيارات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة. ومن خلال الحد من الانهيار الهيكلي وتراجع الجهد أثناء دورات الشحن المتكررة بجهد عالٍ، يهدف هذا الابتكار المشترك إلى توفير بديل عالي السعة وأقل تكلفة لكيمياء البطاريات الحالية الغنية بالنكل.

## حقائق رئيسية

- أعلنت شركة LG Energy Solution وجامعة Seoul National University عن تطوير مشترك في تقنية كاثود بطاريات الليثيوم والمنغنيز الغنية (LMR) في 7 سبتمبر 2026. - يعالج البحث التدهور الهيكلي، وانبعاث الأكسجين، وتراجع الجهد في مواد كاثود LMR العالية السعة أثناء دورات الشحن بجهد عالٍ. - تقلل كيمياء كاثود LMR من الاعتماد على الكوبالت والنكل المرتفعَي الثمن باستخدام نسب أعلى من المنغنيز منخفض التكلفة والمتوفر بكثرة. - تأسست شركة LG Energy Solution كشركة مستقلة منبثقة عن LG Chem في ديسمبر 2020، وتصنّف من بين أكبر موردي بطاريات السيارات الكهربائية في العالم. - تُعد جامعة Seoul National University مؤسسة بحثية كورية جنوبية رئيسية تتعاون مع الشركات المصنعة الصناعية لتطوير تقنيات تخزين الطاقة.

## تفاصيل الحدث

في 7 سبتمبر 2026، كشفت شركة LG Energy Solution وجامعة Seoul National University أن الجهود البحثية المشتركة أسفرت عن تقنية رئيسية صُممت للتغلب على عقبات الاستقرار في أقطاب كاثود أكسيد الطبقات الغني بالليثيوم والمنغنيز (LMR)، وفقاً لتقرير نشرته LG Energy Solution عبر PRNewswire.

ولطالما صنف علماء البطاريات كاثودات LMR كخيار واعد لتخزين الطاقة من الجيل القادم بفضل سعتها النوعية للتفريغ التي قد تتجاوز 250 ميلي أمبير-ساعة في الغرام (mAh/g). ويتفوق هذا الأداء بشكل ملحوظ على سعة كاثودات النكل والكوبالت والمنغنيز (NCM) التقليدية، التي توفر عادةً ما بين 180 و210 mAh/g. وتنبع السعة العالية لمواد LMR من آلية تعويض الشحنة المزدوجة التي تشمل كلاً من كاتيونات الفلزات الانتقالية وأنيونات الأكسجين عند التشغيل عند جهود كهربائية تتجاوز 4.5 فولت.

ومع ذلك، يؤدي تنشيط الأكسدة والاختزال لأنيونات الأكسجين عند جهود التشغيل العالية إلى عدم استقرار هيكلي شديد داخل مادة الكاثود. وعلى مدار دورات الشحن والتفريغ المتكررة، يسبب فقدان الأكسجين تشققات دقيقة في الجسيمات، وهجرة الفلزات الانتقالية، وتتحول الأطوار غير العكسية من بنيتها الطبقية إلى طور السپينل أو الملح الصخري، إضافة إلى انخفاض مستمر في جهد التشغيل يُعرف بتراجع الجهد. وتؤدي عوامل التدهور الهيكلي هذه إلى تقليل كفاءة الطاقة وعمر الخلية، في حين يشكل تولد الغاز مخاطر على السلامة في حزم البطاريات المغلقة بإحكام.

ووفقاً لـ LG Energy Solution، طور الفريق البحثي المشترك مع جامعة Seoul National University آلية تثبيت تثبط هذه العيوب الهيكلية أثناء التشغيل بجهد عالٍ. ومن خلال الحفاظ على السلامة الهيكلية لشبكة LMR، تعمل التقنية على تثبيت واجهة القطب وتقليل تراجع الجهد، ما يقرّب هذه الكيمياء من الجدوى التجارية لأنظمة تخزين الطاقة التجارية ومنصات السيارات الكهربائية.

## أهمية هذا التطور

يعالج التقدم في تقنية كاثود LMR التحديات الاقتصادية وسلاسل التوريد الأساسية التي تواجه صناعة السيارات الكهربائية العالمية. إذ تمثل خلايا البطاريات ما يصل إلى 30 إلى 40 بالمئة من إجمالي تكلفة تصنيع السيارة الكهربائية، بينما تشكل المواد الخام للكاثود الجزء الأكبر من تكلفة الخلية. وتعتمد البطاريات عالية الأداء الحالية بشكل كبير على النكل والكوبالت. وتخضع أسعار النكل لتقلبات دورية في العرض، في حين يتركز استخراج الكوبالت في مناطق جغرافية محدودة، ولا سيما جمهورية الكونغو الديمقراطية، ما يثير مخاوف بشأن حقوق الإنسان وهشاشة سلاسل التوريد.

ومن خلال استبدال جزء كبير من النكل والكوبالت بالمنغنيز، توفر كيمياء LMR مساراً نحو خفض نفقات المواد الخام. إذ يمتاز المنغنيز بانتشاره الجغرافي الواسع، وانخفاض تكلفته، وقلة تعرضه لاضطرابات التوريد الحادة.

علاوة على ذلك، تحتل تقنية LMR موقعاً استراتيجياً بين خلايا فوسفات الحديد والليثيوم (LFP) وخلايا NCM الغنية بالنكل. وتوفر بطاريات LFP أماناً حرارياً عالياً وتكلفة منخفضة، لكنها تمتلك كثافة طاقة حجمية وكتلية أقل (عادة بين 160 و190 واط-ساعة في الكيلوغرام على مستوى الخلية)، ما يحد من مدى السيارة. وتوفر خلايا NCM الغنية بالنكل كثافة طاقة تتجاوز 250 إلى 300 Wh/kg، ولكن بتكاليف مواد خام أعلى. وتوفر كاثودات LMR كثافة طاقة عالية بتكلفة مواد أقل، ما قد يتيح إنتاج سيارات كهربائية بأقل تكلفة ومدى قيادة أطول دون الحاجة إلى مواد خام باهظة الثمن.

بالنسبة لمصنعي البطاريات، يمنح امتلاك تقنية LMR مستقرة ميزة تنافسية في سوق متطورة يطالب فيها مصنعو السيارات بمصادر طاقة أرخص وأكثر أماناً وأعلى كثافة لتوسيع نطاق اعتماد السيارات الكهربائية في السوق العامة.

## خلفية عن الموضوع

تطورت تقنية بطاريات الليثيوم أيون عبر عدة مراحل كيميائية منذ طرحها التجاري بواسطة شركة Sony Corporation في عام 1991، والتي استخدمت كاثودات أكسيد الليثيوم والكوبالت (LCO). ومع اتساع الطلب من الإلكترونيات الاستهلاكية إلى تطبيقات السيارات الثقيلة، طور الباحثون كيمياء النكل والمنغنيز والكوبالت (NCM) والنكل والكوبالت والألومنيوم (NCA) للموازنة بين كثافة الطاقة، والاستقرار الحراري، وعمر الدورة. وفي كيمياء NCM القياسية، يوفر النكل سعة نوعية عالية، ويُثبّت الكوبالت البنية البلورية الطبقية ويعزز التوصيل الكهربائي، بينما يحسن المنغنيز الاستقرار الهيكلي والحراري.

ولتقليل التكاليف وزيادة المدى، اتجهت صناعة البطاريات في البداية نحو الكيمياء الغنية بالنكل، مثل NCM 811 (80% نكل، 10% كوبالت، 10% منغنيز) والصيغ فائقة النكل التي تتجاوز نسبة النكل فيها 90%. ومع ذلك، مع زيادة محتوى النكل، يقل الاستقرار الحراري، ما يتطلب إدارة حرارية متقدمة وطبقات حماية طلاء.

وظهرت أكاسيد الطبقات الغنية بالليثيوم والمنغنيز (Li1+xM1-xO2، حيث يمثل M المنغنيز والنكل والكوبالت) كبديل عالي السعة. وفي مركبات LMR، يشكل المنغنيز الفلز الانتقالي الرئيسي، مع إدماج أيونات ليثيوم إضافية في طبقة الفلزات الانتقالية. وعند الشحن بأكثر من 4.5V، تشارك كل من أيونات الفلزات الانتقالية وأكسجين الشبكة البلورية في عملية نقل الشحنة، ما يمنح سعة كهربائية متفوقة. غير أن مواد LMR المبكرة عانت من عيوب فنية شديدة أثناء دورات التشغيل، شملت تصاعد الغازات الناتج عن إطلاق أكسجين الشبكة البلورية، والتحول غير العكسي للأطوار إلى بنى الملح الصخري أو السپينل الخاملة كهرومغناطيسياً، إضافة إلى التراجع السريع في الجهد الذي يعقد تصميم أنظمة إدارة البطاريات.

وتُعد LG Energy Solution، التي تأسست في ديسمبر 2020 عبر انفصال عن قطاع الطاقة في LG Chem وأُدرجت في بورصة Korea Exchange في يناير 2022، واحدة من الشركات العالمية الرئيسية المصنعة للبطاريات. ويقع مقرها الرئيسي في سيول بكوريا الجنوبية، وتدير مصانع تصنيع في كوريا الجنوبية والولايات المتحدة والصين وبولندا، حيث تزود أنظمة البطاريات لمجموعات السيارات بما في ذلك General Motors وHyundai Motor Group وHonda Motor Company وStellantis.

وتضم جامعة Seoul National University، وهي المؤسسة الحكومية الرئيسية في كوريا الجنوبية، مختبرات أبحاث أكاديمية وصناعية متخصصة تركز على علوم المواد المتقدمة، والكيمياء الكهربائية للحالة الصلبة، وأنظمة تخزين الطاقة. وتُشكل الشراكات الأكاديمية الصناعية المشتركة ركيزة أساسية في الاستراتيجية الوطنية لكوريا الجنوبية للحفاظ على التنافسية التكنولوجية في صناعة البطاريات العالمية مواجهة التوسع المتزايد للمنافسين الصينيين مثل CATL وBYD.

## ردود الفعل

عقب هذا الإعلان، أشار محللو الطاقة ومراقبو صناعة السيارات إلى أن تثبيت كاثودات LMR يمثل محطة مفصلية في خريطة طريق كيمياء الخلايا. إذ اتجه مصنعو السيارات الراغبون في خفض أسعار السيارات الاقتصادية بشكل متزايد نحو خلايا فوسفات الحديد والليثيوم (LFP) التي تُنتج أساساً في الصين. ويوفر تطوير تقنية LMR المستقرة لمصنعي البطاريات غير الصينيين كيمياء بديلة عالية الكثافة منخفضة التكلفة لمواجهة التوسع السوقي لبطاريات LFP في السيارات الكهربائية الموجهة للأسواق العامة.

ورغم أن LG Energy Solution لم تفصل التزامات محددة مع العملاء في بيانها الأولي، فمن المتوقع أن تقيم شركات تصنيع السيارات العالمية عينات خلايا LMR كجزء من خططها طويلة الأجل لتوريد مجموعات نقل الحركة. كما يُتوقع أن تتابع الوزارات الحكومية وهيئات الاستراتيجية الصناعية الكورية الجنوبية نتائج الأبحاث، بالنظر إلى السياسات الوطنية الرافدية لدعم الملكية الفكرية المحلية للبطاريات واستقلالية سلاسل التوريد.

## ما لا نعرفه بعد

برغم الأهمية الاستراتيجية لإعلان البحث المشترك بين LG Energy Solution وجامعة Seoul National University، لا تزال العديد من التفاصيل الفنية والتجارية الرئيسية غير مؤكدة:

- التفاصيل الكيميائية والهيكلية: لم تُكشف العملية العلمية الدقيقة المستخدمة لتثبيت كاثود LMR - مثل الطلاءات السطحية، أو التشتيت بالعناصر الزهيدة، أو التخليق أحادي البلورة، أو تركيزات الإلكتروليت المتخصصة - بالكامل في المواد المنشورة، وذلك لدواعي تسجيل براءات الاختراع واعتبارات الملكية. - أرقام عمر الدورة والأداء: لم يحدد البيان الصحفي مقاييس أداء دقيقة، مثل نسب الاحتفاظ بالسعة على مدار 1000 دورة شحن وتفريغ، أو حدود درجة حرارة التشغيل، أو المدى الدقيق للحد من تراجع الجهد. - الجدول الزمني للتسويق التجاري: لم يُقدم جدول زمني واضح للإنتاج التجريبي، أو إرسال عينات الخلايا الأولية إلى مصنعي السيارات، أو الإنتاج المصنعي كامل النطاق. - عوائد التصنيع والتكاليف: لا تزال التعقيدات الإجمالية للمعالجة، وعوائد الإنتاج، والتكلفة النهائية لكل كيلوواط-ساعة ($/kWh) على النطاق التجاري مقارنة بالكيمياء الحالية الغنية بالنكل وLFP بحاجة إلى التحديد في ظروف المصانع الفعلية.

## ما يجب مراقبته

- المنشورات العلمية وإفصاحات براءات الاختراع: من المتوقع أن تظهر الآليات الفنية التفصيلية وبيانات التوصيف الهيكلي في الدوريات العلمية المحكّمة وقواعد بيانات طلبات براءات الاختراع الدولية. - إعلانات عينات النماذج الأولية: التحديثات المستقبلية من LG Energy Solution بشأن اختبار النماذج الأولية على مستوى الخلية وتسليم عينات خلايا LMR إلى الشركاء الرئيسيّين من مصنعي السيارات، بما في ذلك General Motors وHyundai وHonda. - خرائط طريق التصنيع والنفقات الرأسمالية: الإعلانات التي تفصّل الاستثمارات في خطوط الإنتاج التجريبية أو إعادة تجهيز المنشآت الإنتاجية الحالية في كوريا الجنوبية أو أمريكا الشمالية أو أوروبا لتصنيع كاثودات LMR وتجميع الخلايا. - التنافس والتجاوب في القطاع: التطورات التكنولوجية الموازية والإعلانات التجارية من الشركات المصنعة للخلايا المنافسة، بما في ذلك Samsung SDI وSK On وCATL وPanasonic، والتي تجري أبحاثاً نشطة هي الأخرى في بدائل الكاثود الغنية بالمنغنيز والليثيوم.

يعتمد هذا التقرير على المادة الأصلية المقدمة من شركة LG Energy Solution والموزعة عبر PRNewswire.