Hoewel je zou verwachten dat een luxe autofabrikant als Lamborghini zou inzetten op solid-state technologie voor zijn debuut op de markt van elektrische superauto's, heeft de Italiaanse autofabrikant een onderzoek laten uitvoeren aan de Princeton University naar natrium-ion chemistries. De resultaten zijn veelbelovend. 

Omdat natrium-ion-chemie niet afhankelijk is van lithium, is het een kosteneffectief alternatief voor de huidige generatie lithium-ion-batterijen. Een jaar geleden stonden de eerste auto's met natrium-ionaccu's (van Farasis Energy) in de showrooms in China.

Beperkte commerciële levensvatbaarheid

De Yiwei en JMEV zijn kleine, budgetvriendelijke stadsauto's, mijlenver verwijderd van de exorbitante GT's die Lamborghini maakt. Dit is logisch omdat natriumionen als compromis een lage energiedichtheid hebben, waardoor hun commerciële levensvatbaarheid beperkt is.

Traditionele natrium-ion accu's worstelen met lagere energieopslagcapaciteiten en langzamere oplaadtijden, waardoor ze minder aantrekkelijk zijn voor krachtige toepassingen zoals EV's.

Onderzoekers van Princeton University, gefinancierd door de Italiaanse sportwagenfabrikant, hebben echter een belangrijke doorbraak in accutechnologie aangekondigd. Ze onthulden een nieuwe hoogenergetische natrium-ion-kathode die beter zou kunnen presteren dan traditionele lithium-ion-batterijen. 

Het team uit Princeton, onder leiding van professor Mircea Dincă, heeft een gelaagd organisch kathodemateriaal ontwikkeld met de naam bis-tetraaminobenzoquinone (TAQ). Het levert naar verluidt superieure energie- en energiedichtheden.

Volgens de onderzoekers betekent deze innovatie een belangrijke stap in de richting van het commercieel levensvatbaar maken van natrium-ion batterijen met goedkopere en milieuvriendelijkere componenten.

Energiedichtheid gelijk

Het team van Dincă introduceerde eerder een lithium-ion batterij met TAQ en werkt sindsdien aan de aanpassing en optimalisatie van het materiaal voor natriumgebaseerde systemen. Hun laatste bevindingen zijn gepubliceerd in het Journal of the American Chemical Society.

Volgens het onderzoek heeft het team van Princeton, door TAQ te integreren met een geleidend bindmiddel van koolstofnanobuisjes, het elektronentransport binnen de elektrode verbeterd, wat leidde tot een gebruik van bijna 100% actief materiaal.

Deze structurele vooruitgang maakt een energiedichtheid van meer dan 600 wattuur per kilogram (Wh/kg) mogelijk, waardoor de nieuwe natrium-ion batterij een serieuze concurrent wordt voor toonaangevende lithium-ion en toekomstige solid-state oplossingen.

Het materiaal vertoont ook een indrukwekkende stabiliteit onder verschillende omstandigheden, wat het commerciële potentieel verder versterkt. “Hoe meer energiedichtheid je hebt, hoe verder je auto komt voordat je hem weer moet opladen,” aldus Dincă.

“We hebben heel nadrukkelijk geantwoord dat het nieuwe materiaal dat we hebben ontwikkeld de grootste energiedichtheid heeft, zeker per kilogram, en zelfs op volumetrische basis kan concurreren met de beste materialen die er zijn.”

Eerste elektrische Lamborghini in 2029

Het belangrijkste voordeel van natrium-iontechnologie is de overvloed aan en toegankelijkheid van natrium. In tegenstelling tot lithium, dat kwetsbaar is in de toeleveringsketen en prijsvolatiliteit kent, is natrium overal verkrijgbaar en goedkoop. Dit maakt ze tot een duurzaam alternatief en een economisch aantrekkelijke optie voor autofabrikanten.

Het blijft verrassend dat een luxe automerk interesse toont in een mainstream oplossing voor elektrische mobiliteit, omdat ze de meerprijs van innovatieve technologieën gemakkelijker kunnen doorberekenen aan hun klantenbasis.

Maar de doorbraak laat zien hoe het onderzoek naar batterijchemicaliën zijn potentieel aan het opbouwen is om uit de kinderschoenen te groeien en een echte game-changer te worden naarmate het volwassener wordt. 

Lamborghini-baas Stephan Winkelmann heeft bevestigd dat de eerste auto op batterijen van het merk, waarvan de Lanzador een voorproefje is, is uitgesteld tot 2029, drie jaar na Ferrari.