Natrium-Ionen-Batterien könnten LiFePO4-Batterien bald ersetzen, für günstigere Elektromobilität und Energiesysteme

Natrium-Aluminium-Batterien könnten zukünftig im Bereich der Elektromobilität verstärkt für E-Autos im Kurzstreckenverkehr und für Einstiegs-Elektroautos eingesetzt werden. Erste Elektrofahrzeuge mit Natrium-Aluminium-Batterien (auch: Natrium-Ionen-Batterie) und einer Reichweite von rund 300 km wie das BYD Seagull, ein Stadtauto für 10.500 Euro, sind bereits in China erhältlich. Darüber hinaus gibt es Anwendungen für stationäre Energiespeicher wie etwa Natriumbatterien von Pylontech.

Zu den Vorteilen von Natrium-Aluminium-Batterien im Vergleich zu LiFePO4-Batterien gehört der um etwa 40 Prozent niedrigere Preis. Zudem sind sie deutlich weniger temperaturanfällig als Lithium-Ionen-Akkus. Der Nachteil der Natrium-Ionen-Technologie ist neben dem höheren Gewicht die geringe Energiedichte.

Dennoch kann sie in bestimmten Bereichen eingesetzt werden und sich zu einer echten Alternative entwickeln. Die Natrium-Ionen-Batterien des Herstellers HiNa liegen derzeit bei 140 bis 155 Wh/kg und die Batterien von CATL bei 160 Wh/kg. Für die nächste Generation sind jedoch bereits 200 Wh/kg geplant. Die Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien, die in der kommerziellen Elektronik und in E-Fahrzeugen verwendet werden beträgt hingegen etwa 170 bis 250 Wh/kg.

Auch wenn Natrium-Ionen-Zellen die Lithium-Akkumulatoren auch bei theoretischen Berechnungen nicht übertreffen können, hat die Natrium-Ionen-Technologie ein großes Ausbaupotenzial.

- Professor Dr. Karl-Heinz Pettinger, Professor für Elektrische Energiespeicher an der Hochschule Landshut

Ich gehe davon aus, dass alles, was heute mit Lithium-Ionen-Eisenphosphat angeboten wird, zukünftig auch mit Natrium-Ionen-Batterien im Bereich der E-Mobilität erhältlich sein könnte. Der Hauptvorteil dieser Technologie liegt in den Kosten, und darüber wird sich entscheiden, ob die Natrium-Ionen-Akkus den Marktdurchbruch schaffen.

- Professor Dr. Andreas Jossen, Professor für Elektrische Energiespeichertechnik an der TU München.

Dr. Wolfgang Weydanz, Senior Scientist und Fachreferent bei Bosch eBike, erklärt, dass der Fokus im E-Mobility-Segment zunächst auf Low-End-Modellen liegen sollte, die heute teilweise schon mit Lithium-Eisen-Phosphat ausgestattet sind. Sollte es in Zukunft gelingen, die Energiedichte weiter zu steigern und gleichzeitig das Gewicht der Batterien zu reduzieren, könnte dieses Batteriesystem sogar eine Alternative oder Konkurrenz zur Lithium-Ionen-Technologie werden, so Werner Guter, Geschäftsführer der Schweizer Tefag Elektronik.

Obwohl Batteriesysteme derzeit vor allem in China in Serie produziert werden, wird auch in Südkorea, den USA, aber auch in Europa verstärkt an der Technologie gearbeitet. So hat Pylontech kürzlich das weltweit erste Zertifikat für Natriumbatterien vom TÜV Rheinland erhalten und in Schweden konzentriert sich die Firma Altris derzeit auf die Herstellung von Kathoden auf Natriumbasis.