LG Energy Solution e Seoul National University avançam em tecnologia de baterias LMR de alta capacidade

A fabricante sul-coreana de baterias LG Energy Solution, em colaboração com equipes de pesquisa da Seoul National University, anunciou em 7 de setembro de 2026 que obteve uma tecnologia fundamental destinada a melhorar a estabilidade estrutural e operacional de materiais catódicos de óxido laminado ricos em lítio e manganês. O desenvolvimento aborda mecanismos fundamentais de degradação que há muito impedem a aplicação comercial de baterias ricas em lítio e manganês em veículos elétricos e sistemas de armazenamento de energia. Ao mitigar o colapso estrutural e a queda de tensão durante repetidos ciclos de carga de alta tensão, a inovação conjunta busca viabilizar uma alternativa de alta capacidade e menor custo às químicas de bateria de alto teor de níquel existentes.

## Fatos-chave

- LG Energy Solution e Seoul National University anunciaram um desenvolvimento conjunto na tecnologia de catodos de bateria ricos em lítio e manganês (LMR) em 7 de setembro de 2026. - A pesquisa aborda a degradação estrutural, a liberação de oxigênio e a queda de tensão em materiais catódicos LMR de alta capacidade durante ciclos de alta tensão. - As químicas de catodo LMR reduzem a dependência de cobalto e níquel caros ao usar proporções mais altas de manganês, que é de menor custo e amplamente disponível. - A LG Energy Solution foi estabelecida como um spin-off independente da LG Chem em dezembro de 2020 e figura entre as maiores fornecedoras de baterias para veículos elétricos do mundo. - A Seoul National University é uma importante instituição de pesquisa da Coreia do Sul que atua em parceria com fabricantes industriais para avançar tecnologias de armazenamento de energia.

## O que aconteceu

Em 7 de setembro de 2026, a LG Energy Solution e a Seoul National University revelaram que esforços de pesquisa conjunta produziram uma tecnologia de suma importância projetada para superar as barreiras de estabilidade de catodos de óxido laminado ricos em lítio e manganês (LMR), de acordo com relatórios da LG Energy Solution publicados via PRNewswire.

Os catodos LMR há muito são identificados por cientistas de baterias como candidatos promissores para o armazenamento de energia de próxima geração devido às suas capacidades de descarga específica potenciais que excedem 250 miliamperes-hora por grama (mAh/g). Esse desempenho supera significativamente a capacidade dos catodos convencionais de níquel-cobalto-manganês (NCM), que normalmente fornecem entre 180 e 210 mAh/g. A alta capacidade dos materiais LMR decorre de um mecanismo duplo de compensação de carga envolvendo cátions de metais de transição e ânions de oxigênio quando operam em tensões superiores a 4,5 volts.

No entanto, a ativação do redox do ânion de oxigênio em altas tensões operacionais causa severa instabilidade estrutural no material do catodo. Ao longo de repetidos ciclos de carga e descarga, a perda de oxigênio leva a microfissuras nas partículas, migração de metais de transição, transições de fase irreversíveis de uma estrutura laminada para uma fase espinélio ou halita e uma queda contínua na tensão de trabalho conhecida como queda de tensão. Esses fatores de degradação estrutural reduzem a eficiência energética e a vida útil da célula, enquanto a geração de gás apresenta riscos à segurança em pacotes de bateria hermeticamente selados.

Segundo a LG Energy Solution, a equipe de pesquisa conjunta com a Seoul National University desenvolveu um mecanismo de estabilização que suprime esses defeitos estruturais durante a operação sob alta tensão. Ao manter a integridade estrutural da rede do LMR, a tecnologia estabiliza a interface do eletrodo e reduz a queda de tensão, aproximando a química da viabilidade comercial para armazenamento de energia comercial e plataformas de veículos elétricos.

## Por que isso importa

O avanço da tecnologia de catodos LMR aborda desafios econômicos e de cadeia de suprimentos fundamentais enfrentados pela indústria global de veículos elétricos. As células de bateria representam de 30 a 40 por cento do custo total de fabricação de um veículo elétrico, sendo os materiais catódicos brutos a maior parcela individual do custo da célula. As baterias de alto desempenho atuais dependem fortemente de níquel e cobalto. Os preços do níquel passam por volatilidade periódica de oferta, enquanto a extração de cobalto é concentrada em regiões geográficas limitadas, notadamente na República Democrática do Congo, levantando preocupações com direitos humanos e vulnerabilidade da cadeia de suprimentos.

Ao substituir uma parcela significativa de níquel e cobalto por manganês, as químicas LMR oferecem um caminho para reduzir os gastos com matéria-prima. O manganês é amplamente distribuído geograficamente, tem menor custo e é menos suscetível a interrupções graves de suprimento.

Além disso, a tecnologia LMR ocupa uma posição estratégica entre as células de fosfato de ferro-lítio (LFP) e as células NCM de alto teor de níquel. As baterias LFP oferecem alta segurança térmica e baixo custo, mas possuem menor densidade energética volumétrica e gravimétrica (normalmente de 160 a 190 watts-hora por quilograma no nível da célula), limitando a autonomia do veículo. As células NCM de alto teor de níquel fornecem densidades energéticas acima de 250 a 300 Wh/kg, mas acarretam custos mais elevados de matéria-prima. Os catodos LMR oferecem alta densidade energética a um custo de material menor, permitindo potencialmente veículos elétricos mais baratos com maior autonomia sem a necessidade de matérias-primas caros.

Para os fabricantes de baterias, garantir uma tecnologia LMR estável oferece uma vantagem competitiva em um mercado em evolução, no qual os fabricantes de veículos exigem fontes de energia mais baratas, mais seguras e de maior densidade para expandir a adoção de veículos elétricos no mercado de massa.

## O contexto

A tecnologia de baterias de íons de lítio evoluiu por meio de várias iterações químicas desde sua introdução comercial pela Sony Corporation em 1991, que utilizava catodos de óxido de cobalto e lítio (LCO). Conforme a demanda se expandiu da eletrônica de consumo para aplicações automotivas pesadas, pesquisadores desenvolveram químicas de níquel-manganês-cobalto (NCM) e níquel-cobalto-alumínio (NCA) para equilibrar densidade energética, estabilidade térmica e vida útil do ciclo. Nas químicas NCM padrão, o níquel fornece alta capacidade específica, o cobalto estabiliza a estrutura cristalina laminada e melhora a condutividade elétrica, e o manganês melhora a estabilidade estrutural e térmica.

Para reduzir custos e aumentar a autonomia, a indústria de baterias migrou inicialmente para químicas de alto teor de níquel, como NCM 811 (80% de níquel, 10% de cobalto, 10% de manganês) e formulações com ultra-alto teor de níquel excedendo 90% de conteúdo de níquel. No entanto, à medida que o conteúdo de níquel aumenta, a estabilidade térmica diminui, exigindo gerenciamento térmico avançado e revestimentos protetores.

Óxidos laminados ricos em lítio e manganês (Li1+xM1-xO2, onde M representa manganês, níquel e cobalto) surgiram como uma alternativa de alta capacidade. Nos compostos LMR, o manganês constitui o principal metal de transição, com íons de lítio adicionais incorporados à camada de metal de transição. Quando carregados acima de 4,5 V, tanto os íons de metais de transição quanto o oxigênio de rede participam do processo de transferência de carga, proporcionando capacidade elétrica superior. No entanto, os primeiros materiais LMR sofreram com severas desvantagens técnicas durante os ciclos, incluindo a liberação de gás resultante da liberação de oxigênio de rede, a transformação de fase irreversível em estruturas inativas eletroquimicamente de espinélio ou halita, e rápida queda de tensão que complicava os projetos do sistema de gerenciamento de bateria.

A LG Energy Solution, formada em dezembro de 2020 por meio de um spin-off da divisão de energia da LG Chem e listada na Korea Exchange em janeiro de 2022, é uma das principais fabricantes de baterias do mundo. Com sede em Seul, Coreia do Sul, a LG Energy Solution opera fábricas na Coreia do Sul, Estados Unidos, China e Polônia, fornecendo sistemas de baterias para grupos automotivos, incluindo General Motors, Hyundai Motor Group, Honda Motor Company e Stellantis.

A Seoul National University, principal instituição pública da Coreia do Sul, mantém laboratórios de pesquisa acadêmico-empresariais dedicados e focados em ciência de materiais avançados, eletroquímica em estado sólido e sistemas de armazenamento de energia. Parcerias conjuntas entre universidades e indústrias formam um pilar fundamental da estratégia nacional da Coreia do Sul para preservar a competitividade tecnológica na fabricação global de baterias frente a concorrentes chineses em expansão, como CATL e BYD.

## Reação

Após o anúncio, analistas de energia e observadores da indústria automotiva observaram que estabilizar os catodos LMR representa um marco crítico nos cronogramas de desenvolvimento da química celular. Os fabricantes de automóveis que buscam reduzir os preços dos veículos de entrada têm se voltado cada vez mais para as células de fosfato de ferro-lítio (LFP) produzidas principalmente na China. O desenvolvimento da tecnologia LMR estável oferece aos produtores de baterias não chineses uma química alternativa de alta densidade e baixo custo para conter a expansão do mercado de LFP em veículos elétricos de massa.

Embora a LG Energy Solution não tenha detalhado compromissos específicos com clientes em sua declaração inicial, espera-se que fabricantes globais de veículos avaliem amostras de células LMR como parte de seus planos de suprimento de propulsão de longo prazo. Ministérios do governo sul-coreano e órgãos de estratégia industrial também devem monitorar os resultados da pesquisa, dadas as políticas nacionais que visam apoiar a propriedade intelectual de baterias domésticas e a independência da cadeia de suprimentos.

## O que ainda não sabemos

Apesar do significado estratégico do anúncio de pesquisa conjunta da LG Energy Solution e da Seoul National University, vários detalhes técnicos e comerciais importantes permanecem não confirmados:

- Especificidades químicas e estruturais: O processo científico exato usado para estabilizar o catodo LMR — como revestimentos de superfície, dopagem em massa com elementos traço, síntese monocristalina ou formulações especializadas de eletrólitos — não foi totalmente divulgado em materiais públicos devido a pedidos de patente e considerações proprietárias. - Dados de vida útil e desempenho: O comunicado à imprensa não especificou métricas exatas de desempenho, tais como porcentagens de retenção de capacidade ao longo de 1.000 ciclos de carga e descarga, limites de temperatura operacional ou a magnitude exata da mitigação da queda de tensão. - Cronograma de comercialização: Um cronograma claro para a produção piloto, amostragem de células protótipo para fabricantes de veículos e produção em escala fabril completa não foi fornecido. - Rendimentos de fabricação e custos: A complexidade geral do processamento, os rendimentos de produção e o custo final por quilowatt-hora ($/kWh) em escala comercial comparados às químicas de alto teor de níquel e LFP existentes ainda precisam ser estabelecidos em condições fabris do mundo real.

## O que observar

- Publicações científicas e divulgações de patentes: Espera-se que mecanismos técnicos detalhados e dados de caracterização estrutural apareçam em periódicos científicos revisados por pares e em bancos de dados internacionais de pedidos de patentes. - Anúncios de amostragem de protótipos: Atualizações futuras da LG Energy Solution sobre testes de protótipos em nível de célula e entrega de amostras de células LMR a grandes parceiros automotivos, incluindo General Motors, Hyundai e Honda. - Cronogramas de fabricação e despesas de capital: Anúncios detalhando investimentos em linhas de fabricação piloto ou readequação de instalações de produção existentes na Coreia do Sul, América do Norte ou Europa para síntese de catodos LMR e montagem de células. - Respostas competitivas da indústria: Desenvolvimentos tecnológicos paralelos e anúncios comerciais de fabricantes concorrentes de células, incluindo Samsung SDI, SK On, CATL e Panasonic, que também estão pesquisando ativamente alternativas de catodos ricos em manganês e ricos em lítio.

Este relato é baseado em reportagem original fornecida pela LG Energy Solution e distribuída via PRNewswire.