Alors que l'on s'attendrait à ce qu'un constructeur automobile de luxe comme Lamborghini mise sur la technologie à semi-conducteurs pour ses débuts sur le marché des supercars électriques, le constructeur italien a commandé une étude à l'université de Princeton pour étudier la chimie des ions sodium. Les résultats sont prometteurs. 

Comme les batteries sodium-ion ne dépendent pas du lithium, elles constituent une alternative rentable aux générations actuelles de batteries lithium-ion. Il y a un an, les premières voitures équipées de batteries sodium-ion (de Farasis Energy) ont fait leur apparition dans les salles d'exposition en Chine.

Viabilité commerciale limitée

La Yiwei et la JMEV sont de petites voitures urbaines à petit budget, à mille lieues des exorbitantes GT fabriquées par Lamborghini. C'est logique, car les ions sodium ont pour contrepartie une faible densité énergétique, ce qui limite leur viabilité commerciale.

Les batteries sodium-ion traditionnelles se heurtent à des capacités de stockage d'énergie plus faibles et à des temps de charge plus lents, ce qui les rend moins intéressantes pour des applications à hautes performances telles que les véhicules électriques.

Cependant, des chercheurs de l'université de Princeton, financés par le constructeur italien de voitures de sport, ont annoncé une avancée significative dans la technologie des batteries. Ils ont dévoilé une nouvelle cathode sodium-ion à haute énergie qui pourrait surpasser les batteries lithium-ion traditionnelles. 

L'équipe de Princeton, dirigée par le professeur Mircea Dincă, a mis au point un matériau cathodique organique en couches appelé bis-tétraaminobenzoquinone (TAQ). Ce matériau offrirait des densités d'énergie et de puissance supérieures.

Selon les chercheurs, cette innovation représente une étape importante pour rendre les batteries sodium-ion commercialement viables avec des composants moins chers et plus respectueux de l'environnement.

Densité énergétique équivalente

L'équipe de M. Dincă a déjà présenté une batterie lithium-ion utilisant le TAQ et travaille depuis à l'adaptation et à l'optimisation du matériau pour les systèmes à base de sodium. Leurs dernières découvertes ont été publiées dans le Journal of the American Chemical Society.

Selon l'étude, en intégrant le TAQ à un liant conducteur constitué de nanotubes de carbone, l'équipe de Princeton a amélioré le transport des électrons au sein de l'électrode, ce qui a permis d'utiliser près de 100% de matière active.

Cette avancée structurelle permet d'obtenir une densité énergétique supérieure à 600 wattheures par kilogramme (Wh/kg), ce qui positionne la nouvelle batterie sodium-ion comme un concurrent sérieux des solutions lithium-ion de pointe et des futures solutions à l'état solide.

Le matériau présente également une stabilité impressionnante dans diverses conditions, ce qui renforce encore son potentiel commercial. “Plus la densité énergétique est élevée, plus la voiture peut aller loin avant de devoir être rechargée”, explique M. Dincă.

“Nous avons répondu de manière assez catégorique que le nouveau matériau que nous avons développé possède la plus grande densité énergétique, certainement par kilogramme, et qu'il rivalise avec les meilleurs matériaux existants, même sur une base volumétrique”.”

Première Lamborghini électrique en 2029

L'avantage le plus important de la technologie sodium-ion est l'abondance et l'accessibilité du sodium. Contrairement au lithium, dont la chaîne d'approvisionnement est vulnérable et le prix volatil, le sodium est largement disponible et peu coûteux. Ce facteur en fait une alternative durable et une option économiquement intéressante pour les constructeurs automobiles.

Il est toujours surprenant qu'une marque de voitures de luxe s'intéresse à une solution grand public pour la mobilité électrique, car elle peut plus facilement répercuter le surcoût des technologies innovantes sur sa clientèle.

Mais cette percée démontre que la recherche sur la chimie des batteries est en train de développer son potentiel pour sortir de sa phase d'enfance et devenir un véritable facteur de changement au fur et à mesure de sa maturation. 

Stephan Winkelmann, patron de Lamborghini, a confirmé que la première voiture à batterie de la marque, préfigurée par la Lanzador, a été repoussée à 2029, soit trois ans après Ferrari.