Natrium-Ionen-Batterie
Akku nach dem Prinzip der Lithium-Ionen-Batterie, aber mit reichlich verfügbaren Natrium-Ionen; weniger Energiedichte, dafür günstigere Materialien und besseres Verhalten bei Kälte.
Eine Natrium-Ionen-Batterie arbeitet nach demselben Schaukelstuhlprinzip wie die Lithium-Ionen-Batterie, nur wandern Na+-Ionen zwischen den Elektroden. Weil Natrium-Ionen zu groß sind, um sich effizient in Graphit einzulagern, besteht die Anode meist aus Hartkohlenstoff. Als Kathoden dienen Schichtoxide von Übergangsmetallen, Preußisch-Blau-Analoga und polyanionische Verbindungen wie Natrium-Vanadium-Phosphat.
Energiedichte der Zelle: etwa 100–175 Wh/kg (kommerzielle Zellen 2024–2025)
Zyklenfestigkeit: rund 2,000–6,000 Zyklen je nach Chemie
Vorteile: Natrium kommt in der Erdkruste etwa tausendmal häufiger vor als Lithium. Beide Stromableiter können aus Aluminium sein (Kupfer ist auf der Anodenseite überflüssig). Die Zellen behalten bei -20 °C etwa 85–90 % ihrer Kapazität, und sie lassen sich bei 0 V lagern und transportieren, was die Sicherheit erhöht. Nachteile sind die geringere Energiedichte als bei LFP und eine noch unreife Lieferkette.
Die Massenfertigung begann 2023–2024 in China (CATL, BYD, HiNa), mit Blick auf kleine E-Autos, Zweiräder und stationäre Speicher. Ob die Zellen mit LFP gleichziehen, hängt stark vom Lithiumpreis ab: Als Lithiumcarbonat 2023–2024 einbrach, schrumpfte der kurzfristige Kostenvorteil.
Verwandte Begriffe
Alle Begriffe →- Lithium-Ionen-Akku
Ein wiederaufladbarer Akku, in dem Lithium-Ionen zwischen einer Graphitanode und einer Metalloxid- oder Phosphatkathode pendeln; die vorherrschende Technik für E-Autos und Netzspeicher.
- LFP (Lithium-Eisenphosphat)
Eine Kathodenchemie für Lithium-Ionen-Zellen (LiFePO4), geschätzt für Sicherheit, hohe Zyklenfestigkeit und niedrige Kosten, allerdings mit geringerer Energiedichte als nickelbasierte Zellen.
- Redox-Flow-Batterie
Elektrochemischer Speicher, der Energie in flüssigen Elektrolyten in externen Tanks speichert. Leistung (Stackgröße) und Kapazität (Tankvolumen) lassen sich daher getrennt skalieren.
- Energiedichte
Die gespeicherte Energie pro Masseeinheit (spezifische Energie, Wh/kg oder MJ/kg) oder pro Volumeneinheit (Wh/L oder MJ/L) eines Brennstoffs oder Speichermediums.
- BESS (Batteriespeichersystem)
Komplette Batterieanlage am Netz oder an einem Standort, mit Zellen, Batteriemanagement, Leistungselektronik, Thermomanagement und Steuerung.