LG Energy Solution y Seoul National University avanzan en la tecnología de baterías LMR de alta capacidad

El fabricante surcoreano de baterías LG Energy Solution, en colaboración con equipos de investigación de Seoul National University, anunció el 7 de septiembre de 2026 que ha obtenido una tecnología clave orientada a mejorar la estabilidad estructural y operativa de los materiales catódicos de óxido estratificado ricos en litio y manganeso. El desarrollo se dirige a los mecanismos fundamentales de degradación que han impedido durante mucho tiempo la aplicación comercial de las baterías ricas en litio y manganeso en vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía. Al mitigar el colapso estructural y la caída de voltaje durante los ciclos repetidos de carga a alto voltaje, la innovación conjunta busca permitir una alternativa de alta capacidad y menor costo a las composiciones químicas de baterías con alto contenido de níquel existentes.

## Datos clave

- LG Energy Solution y Seoul National University anunciaron un desarrollo conjunto en la tecnología de cátodos para baterías ricas en litio y manganeso (LMR) el 7 de septiembre de 2026. - La investigación aborda la degradación estructural, el desprendimiento de oxígeno y la caída de voltaje en materiales catódicos LMR de alta capacidad durante el ciclado a alto voltaje. - Las composiciones químicas de los cátodos LMR reducen la dependencia del cobalto y el níquel, que son costosos, al utilizar mayores proporciones de manganeso, de menor costo y ampliamente disponible. - LG Energy Solution se estableció como una escisión independiente de LG Chem en diciembre de 2020 y figura entre los mayores proveedores mundiales de baterías para vehículos eléctricos. - Seoul National University es una de las principales instituciones de investigación de Corea del Sur y se asocia con fabricantes industriales para hacer avanzar las tecnologías de almacenamiento de energía.

## Qué ocurrió

El 7 de septiembre de 2026, LG Energy Solution y Seoul National University revelaron que los esfuerzos conjuntos de investigación habían producido una tecnología clave diseñada para superar las barreras de estabilidad de los cátodos de óxido estratificado ricos en litio y manganeso (LMR), según la información de LG Energy Solution publicada a través de PRNewswire.

Los científicos especializados en baterías han identificado desde hace tiempo a los cátodos LMR como un candidato prometedor para el almacenamiento de energía de próxima generación debido a su capacidad de descarga específica potencial que supera los 250 miliamperios-hora por gramo (mAh/g). Este rendimiento supera significativamente la capacidad de los cátodos convencionales de níquel-cobalto-manganeso (NCM), que típicamente ofrecen entre 180 y 210 mAh/g. La alta capacidad de los materiales LMR se debe a un mecanismo dual de compensación de carga en el que intervienen tanto cationes de metales de transición como aniones de oxígeno cuando funcionan a voltajes superiores a 4.5 voltios.

Sin embargo, la activación del redox aniónico de oxígeno a altos voltajes de funcionamiento provoca una severa inestabilidad estructural dentro del material del cátodo. A lo largo de ciclos repetidos de carga y descarga, la pérdida de oxígeno provoca microfisuras en las partículas, migración de metales de transición, transiciones de fase irreversibles de una estructura estratificada a una fase de espinela o sal gema, y una caída continua en el voltaje de trabajo conocida como caída de voltaje. Estos factores de degradación estructural reducen la eficiencia energética y la vida útil de la celda, mientras que la generación de gas presenta riesgos de seguridad en paquetes de baterías herméticamente sellados.

Según LG Energy Solution, el equipo de investigación conjunto con Seoul National University desarrolló un mecanismo de estabilización que suprime estos defectos estructurales durante el funcionamiento a alto voltaje. Al mantener la integridad estructural de la red cristalina del LMR, la tecnología estabiliza la interfaz del electrodo y reduce la caída de voltaje, acercando esta composición química a la viabilidad comercial para plataformas de almacenamiento de energía comercial y vehículos eléctricos.

## Por qué es importante

El avance de la tecnología de cátodos LMR aborda desafíos económicos y de cadena de suministro fundamentales a los que se enfrenta la industria global de vehículos eléctricos. Las celdas de batería representan hasta entre el 30 y el 40 por ciento del costo total de fabricación de un vehículo eléctrico, siendo las materias primas del cátodo la mayor parte individual del costo de la celda. Las baterías de alto rendimiento actuales dependen en gran medida del níquel y el cobalto. El precio del níquel experimenta una volatilidad periódica en el suministro, mientras que la extracción de cobalto se concentra en regiones geográficas limitadas, en particular la República Democrática del Congo, lo que plantea preocupaciones sobre derechos humanos y vulnerabilidad en la cadena de suministro.

Al sustituir una parte significativa de níquel y cobalto por manganeso, las químicas LMR ofrecen una vía para reducir los gastos en materias primas. El manganeso está ampliamente distribuido geográficamente, es de menor costo y es menos propenso a interrupciones graves en el suministro.

Además, la tecnología LMR ocupa una posición estratégica entre las celdas de fosfato de hierro y litio (LFP) y las celdas NCM de alto contenido de níquel. Las baterías LFP ofrecen alta seguridad térmica y bajo costo, pero poseen una menor densidad de energía volumétrica y gravimétrica (típicamente de 160 a 190 vatios-hora por kilogramo a nivel de celda), lo que limita la autonomía del vehículo. Las celdas NCM de alto contenido de níquel proporcionan densidades de energía superiores a 250 a 300 Wh/kg, pero conllevan mayores costos de materias primas. Los cátodos LMR ofrecen una alta densidad de energía a un menor costo de material, lo que potencialmente permitiría vehículos eléctricos de menor precio con mayor autonomía sin requerir materias primas costosas.

Para los fabricantes de baterías, asegurar una tecnología LMR estable ofrece una ventaja competitiva en un mercado en evolución donde los fabricantes de vehículos exigen fuentes de energía más baratas, seguras y de mayor densidad para expandir la adopción masiva de vehículos eléctricos.

## Antecedentes

La tecnología de baterías de iones de litio ha evolucionado a través de varias iteraciones químicas desde su introducción comercial por parte de Sony Corporation en 1991, la cual utilizaba cátodos de óxido de cobalto y litio (LCO). A medida que la demanda se expandió de la electrónica de consumo a aplicaciones automotrices pesadas, los investigadores desarrollaron químicas de níquel-manganeso-cobalto (NCM) y níquel-cobalto-aluminio (NCA) para equilibrar la densidad de energía, la estabilidad térmica y la vida útil del ciclo. En las químicas NCM estándar, el níquel proporciona una alta capacidad específica, el cobalto estabiliza la estructura cristalina estratificada y mejora la conductividad eléctrica, y el manganeso mejora la estabilidad estructural y térmica.

Para reducir costos y aumentar la autonomía, la industria de las baterías se orientó inicialmente hacia químicas con alto contenido de níquel, como NCM 811 (80% de níquel, 10% de cobalto, 10% de manganeso) y formulaciones de ultra alto contenido de níquel que superan el 90% de contenido de níquel. Sin embargo, a medida que aumenta el contenido de níquel, la estabilidad térmica disminuye, lo que requiere una gestión térmica avanzada y recubrimientos protectores.

Los óxidos estratificados ricos en litio y manganeso (Li1+xM1-xO2, donde M representa manganeso, níquel y cobalto) surgieron como una alternativa de alta capacidad. En los compuestos LMR, el manganeso constituye el metal de transición principal, con iones de litio adicionales incorporados en la capa del metal de transición. Cuando se cargan por encima de 4.5V, tanto los iones de metales de transición como el oxígeno de la red participan en el proceso de transferencia de carga, produciendo una capacidad eléctrica superior. Sin embargo, los primeros materiales LMR sufrieron graves inconvenientes técnicos durante el ciclado, incluyendo la desgasificación resultante de la liberación de oxígeno de la red cristalina, la transformación de fase irreversible en estructuras de espinela o sal gema electroquímicamente inactivas, y una rápida caída de voltaje que complicaba el diseño de los sistemas de gestión de baterías.

LG Energy Solution, formada en diciembre de 2020 a través de una escisión del negocio de energía de LG Chem y cotizada en la Korea Exchange en enero de 2022, es uno de los principales fabricantes de baterías del mundo. Con sede en Seúl, Corea del Sur, LG Energy Solution opera plantas de fabricación en Corea del Sur, Estados Unidos, China y Polonia, suministrando sistemas de baterías a grupos automotrices como General Motors, Hyundai Motor Group, Honda Motor Company y Stellantis.

Seoul National University, la institución pública insigne de Corea del Sur, mantiene laboratorios dedicados a la investigación académico-empresarial centrados en la ciencia de materiales avanzados, electroquímica en estado sólido y sistemas de almacenamiento de energía. Las alianzas conjuntas entre universidades e industrias constituyen un pilar clave de la estrategia nacional de Corea del Sur para preservar la competitividad tecnológica en la fabricación global de baterías frente a competidores chinos en expansión como CATL y BYD.

## Reacciones

Tras el anuncio, analistas del sector energético y observadores de la industria automotriz señalaron que estabilizar los cátodos LMR representa un hito crítico en las hojas de ruta de la química de celdas. Los fabricantes de automóviles que buscan reducir los precios de los vehículos de gama de entrada se han orientado cada vez más hacia celdas de fosfato de hierro y litio (LFP) producidas principalmente en China. El desarrollo de una tecnología LMR estable ofrece a los productores de baterías no chinos una química alternativa de alta densidad y bajo costo para contrarrestar la expansión de mercado de LFP en vehículos eléctricos del mercado masivo.

Si bien LG Energy Solution no detalló compromisos específicos de clientes en su declaración inicial, se espera que los fabricantes globales de vehículos evalúen muestras de celdas LMR como parte de sus planes a largo plazo de suministro de trenes motrices. También se prevé que los ministerios del gobierno surcoreano y los organismos de estrategia industrial supervisen los resultados de la investigación, dadas las políticas nacionales orientadas a respaldar la propiedad intelectual nacional sobre baterías y la independencia de la cadena de suministro.

## Lo que aún no sabemos

A pesar de la importancia estratégica del anuncio de investigación conjunta realizado por LG Energy Solution y Seoul National University, varios detalles técnicos y comerciales clave aún no han sido confirmados:

- Detalles químicos y estructurales: El proceso científico exacto utilizado para estabilizar el cátodo LMR —como recubrimientos superficiales, dopaje masivo con elementos traza, síntesis monocristalina o formulaciones de electrolitos especializados— no se ha revelado por completo en los materiales públicos debido a consideraciones de registro de patentes y propiedad industrial. - Cifras de ciclo de vida y rendimiento: El comunicado de prensa no especificó métricas de rendimiento exactas, como los porcentajes de retención de capacidad a lo largo de 1,000 ciclos de carga y descarga, límites de temperatura operativa o la magnitud exacta de la mitigación de la caída de voltaje. - Cronograma de comercialización: No se proporcionó un calendario claro para la producción piloto, el envío de muestras de celdas prototipo a fabricantes de vehículos ni la producción fabril a gran escala. - Rendimientos de fabricación y costos: La complejidad general del procesamiento, los rendimientos de producción y el costo final por kilovatio-hora ($/kWh) a escala comercial en comparación con las químicas existentes con alto contenido de níquel y LFP aún están por establecerse bajo condiciones de fábrica en el mundo real.

## Qué observar

- Publicaciones científicas y divulgación de patentes: Se espera que los mecanismos técnicos detallados y los datos de caracterización estructural aparezcan en revistas científicas revisadas por pares y bases de datos internacionales de solicitudes de patentes. - Anuncios sobre muestras de prototipos: Futuras actualizaciones de LG Energy Solution respecto a las pruebas de prototipos a nivel de celda y la entrega de celdas LMR de muestra a socios automotrices principales, incluidos General Motors, Hyundai y Honda. - Hojas de ruta de fabricación e inversión de capital: Anuncios que detallen inversiones en líneas piloto de fabricación o la reestructuración de instalaciones de producción existentes en Corea del Sur, Norteamérica o Europa para la síntesis de cátodos LMR y el ensamblaje de celdas. - Respuestas competitivas de la industria: Desarrollos tecnológicos paralelos y anuncios comerciales de fabricantes de celdas competidores, incluidos Samsung SDI, SK On, CATL y Panasonic, que también están investigando activamente alternativas de cátodos ricos en manganeso y ricos en litio.

Este artículo se basa en la información original proporcionada por LG Energy Solution y distribuida a través de PRNewswire.