Die Akkutechnik ist bislang der größte Bremser für Elektrofahrzeuge. Die Batterien sind schwer und teuer, es gibt ein verbreitetes Misstrauen hinsichtlich ihrer Langlebigkeit. Allmählich gibt es aber Fortschritte: Die Preise sinken, die Leistungsfähigkeit verbessert sich. Neben der Lithium-Ionen-Technik sind Akkus auf Eisenphosphatbasis hinzugekommen. In naher Zukunft stehen jedoch revolutionäre Änderungen bevor.
Vorteile der neuen Akkutechnik
Zum einen sollen Festkörperbatterien in die Massenproduktion gehen. Ihr größter Vorteil ist die deutlich höhere Energiedichte: Sie speichern doppelt so viel Strom bei gleichem Gewicht und Volumen wie herkömmliche Akkus. Zum anderen hat der chinesische Akku-Gigant CATL angekündigt, bereits im Jahr 2026 einen neuen Akkutyp auf den Massenmarkt zu bringen. Kürzlich haben Natrium-Ionen-Batterien vom Typ Naxtra die Sicherheitszertifizierung in China erhalten. Wenn CATL in den Massenmarkt geht, deutet es darauf hin, dass Herausforderungen wie die Optimierung der Elektrodenmaterialien und die Skalierung der Produktion bewältigt wurden, um nun mit der etablierten Lithium-Ionen-Technologie zu konkurrieren.
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Die Natrium-Ionen-Batterien basieren nicht auf Lithium, sondern nutzen herkömmliches Salz. Ihre Energiedichte entspricht der von bekannten Lithium-Ionen-Batterien (ca. 175 Wh/kg), erreicht jedoch nicht die Werte von Festkörperbatterien. Dafür bieten sie andere technische Vorteile: Sie laden sehr schnell und erreichen in 15 Minuten 80 Prozent ihrer Kapazität. Zudem sind sie extrem temperaturbeständig und können in einem Bereich von minus 40 Grad bis plus 70 Grad Celsius betrieben werden. Ihre Zyklenstabilität ist vergleichbar mit Lithium-Ionen-Batterien, das ist kein großer Schritt nach vorn. Besonders hervorzuheben ist dagegen die Sicherheit: Natrium ist weniger chemisch reaktiv als Lithium. Das Risiko für thermisches Durchgehen ("Thermal Runaway") und Brände oder Explosionen wird deutlich reduziert.
Umweltfreundlicher als Lithium-Abbau
Der größte Vorteil ist jedoch, dass diese Batterien kein Lithium benötigen. Lithium ist relativ selten, und die begrenzten Vorkommen stellen einen Flaschenhals für die Akkuindustrie dar. Der Abbau ist aufwendig, wasserintensiv und greift stark in die Landschaft ein. Das Salz für die Natrium-Ionen-Technik ist hingegen fast überall in großen Mengen verfügbar. Zudem können diese Batterien oft mit umweltfreundlicheren Materialien wie kohlenstoffbasierten Anoden hergestellt werden, was ihren ökologischen Fußabdruck weiter reduziert. Dadurch sind Natrium-Ionen-Batterien in der Herstellung wesentlich günstiger.
40 Prozent Marktanteil
Die neue Generation der Natrium-Ionen-Batterien von CATL soll Elektrofahrzeuge mit einer Ladung über 500 Kilometer weit antreiben. Mit einer Energiedichte von 175 Wh/kg entsprechen sie den aktuellen Lithiumbatterien, wie sie etwa Tesla verbaut. Sie eignen sich besonders für Anwendungen wie bei städtischen Elektrobussen, Roller-Sharing-Systemen oder als netzunabhängige Energiespeicher für Solar- und Windkraftanlagen, wo ihre Robustheit und Kostenvorteile zum Tragen kommen. CATL geht davon aus, dass Natrium-Ionen-Batterien künftig in 40 Prozent aller chinesischen Elektrofahrzeugen verbaut werden.
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CATL ist bereits heute die weltweit führende Firma im Akkubereich. Neben CATL arbeiten auch andere Unternehmen, wie das britische Faradion oder das französische Tiamat, an Natrium-Ionen-Batterien. Dennoch könnte Chinas Vorreiterrolle in der Produktion und Rohstoffverfügbarkeit einen Wettbewerbsvorteil schaffen. Die Natrium-Ionen-Batterien dürften den Lithium-Ionen-Batterien erhebliche Marktanteile abnehmen, nicht nur im Kraftfahrzeugsektor, sondern auch bei stationären Systemen. Die Vorteile der neuen Technik sind offensichtlich: Vor allem die breite Verfügbarkeit der Rohstoffe und der Preisvorteil dürften die Kunden überzeugen.
Akkus werden deutlich günstiger
Nach Hochfahren der Produktion erwartet man, dass Natrium-Ionen-Zellen mehr als 60 Prozent günstiger sind als Lithium-Ionen-Zellen. Dies gilt jedoch nur für die Zellen, die lediglich einen Teil des Batteriepacks ausmachen. Das gesamte Batteriepack dürfte eine Kosteneinsparung von 30 bis 50 Prozent erreichen. Genaue Schätzungen sind schwierig, da auch die Kosten für Lithium-Ionen-Batterien weiter sinken. Für Endkunden ist zu erwarten, dass sie 2030 für gleiche Leistung kaum die Hälfte des heutigen Preises zahlen.
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