Günstige Natrium-Festkörperbatterie mit bis zu 300 Wh/kg Energiedichte geht in Produktion

Eine günstige Natrium-Ionen-Batterie, die auf teures Lithium verzichtet, aber die höhere Energiedichte von Festkörperbatterien aufweist, wäre ein echter Durchbruch für die Elektromobilität. Genau das ist das Produktionsziel des Batterieherstellers Huahui New Energy, dem es gelungen ist, 200 Wh/kg Energiedichte in eine Natriumbatterie mit Festkörperelektrolyt zu packen.

Damit nähert man sich bereits der Energiedichte heutiger Lithium-Eisenphosphat-Batterien in E-Autos wie dem Tesla Model 3 RWD und nicht mehr den 145 Wh/kg bis 160 Wh/kg der ersten Fahrzeuge mit kostengünstigen Natrium-Ionen-Batterien, die im letzten Jahr vorgestellt wurden.

Während die meisten Hersteller von Festkörperbatterien Oxid- oder die teureren Sulfid-Festkörperelektrolyte verwenden, wurde der Durchbruch bei der Natriumbatterie durch die Kombination von Polymerverbundstoffen erzielt. Dadurch konnten die Kosten für den Festkörperelektrolyten ohne Leistungseinbußen gesenkt werden. Ähnliches gilt für Elektroden, bei denen Natrium statt Lithium verwendet wird und die Kathode mit einer Kombination aus organischen und anorganischen Materialien beschichtet ist:

Das Unternehmen testet die gängigsten auf dem Markt erhältlichen Schichtoxid-, Preußischblau- und Polyanionen-Kathodenmaterialien. Bei den aktuellen Labormustern kann der Zyklus der polyanionischen Materialien bereits mehr als 4.000 Zyklen erreichen. Auch die Schichtoxidation kann mehr als 1.800 Zyklen erreichen.

Ziel der Massenproduktion, für die das Unternehmen eine Finanzierungsrunde erhalten hat, ist daher eine Energiedichte von 300 Wh/kg bei Kosten von nur 4 Cent pro Wattstunde. Während Toyota, ProLogium, Samsung und andere Hersteller bis 2027 Fahrzeuge mit eigenen Festkörperbatterien auf den Markt bringen wollen, wird es sich zunächst um Premium-Elektroautos in limitierten Stückzahlen handeln. Die kostengünstigere Natrium-Festkörperbatterie könnte sich daher als noch wichtigerer Meilenstein erweisen.

Sie würde den Weg für Elektroautos mit Festkörperbatterien ebnen, die preislich mit den aktuellen LFP-Packs im Model 3 vergleichbar, aber sicherer beim Schnellladen sind und eine höhere Energiedichte aufweisen. Das Unternehmen rechnet damit, dass seine Natrium-Festkörperbatterie in drei Jahren in Speichersystemen und in fünf Jahren in Elektrofahrzeugen zum Einsatz kommen wird, während gleichzeitig an einer Lithium-Festkörperbatterie gearbeitet wird, um auch den Markt für Premium-Elektrofahrzeuge bedienen zu können.

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