Die nächste große Batterie-Revolution könnte nicht aus Lithium bestehen. Forscher der RWTH Aachen haben eine kommerzielle Natrium-Ionen-Batterie des chinesischen Herstellers Hina analysiert und dabei Ergebnisse gefunden, die selbst erfahrene Batterieexperten überrascht haben.
Die untersuchte Zelle erreichte in mehreren wichtigen Bereichen Werte, die bislang vor allem von modernen Lithium-Ionen-Batterien bekannt waren. Besonders auffällig: Die Konstruktion erinnert stark an die aktuelle Tesla-Architektur.
Überraschend moderne Zellarchitektur
Die Forscher untersuchten insgesamt 120 Batteriezellen mit verschiedenen Messverfahren. Neben Leistungstests bei Temperaturen zwischen minus 20 und plus 45 Grad Celsius wurde auch die innere Struktur der Batterien mittels Röntgenanalyse untersucht.
Dabei entdeckte das Team einen sogenannten tabless Aufbau mit doppelseitigen Aluminium-Stromsammlern. Dieses Design reduziert elektrische Verluste und verbessert die Temperaturverteilung innerhalb der Zelle. Genau dieser Ansatz wurde durch Tesla bei seinen modernen 4680-Batteriezellen bekannt.
Besonders positiv fiel die hohe Gleichmäßigkeit der untersuchten Zellen auf. Für Batteriehersteller ist dies ein entscheidender Faktor, da große Produktionsschwankungen die Lebensdauer und Sicherheit beeinträchtigen können.
Warum Natrium plötzlich interessant wird
Der größte Vorteil von Natrium liegt nicht in der Leistung, sondern in der Verfügbarkeit. Während Lithium weltweit stark nachgefragt wird und die Lieferketten zunehmend unter Druck geraten, ist Natrium praktisch überall verfügbar.
Dadurch könnten die Rohstoffkosten deutlich sinken. Gleichzeitig würden Hersteller unabhängiger von einzelnen Förderregionen werden.
Gerade für stationäre Energiespeicher, Stromnetze oder preisgünstige Elektrofahrzeuge könnte dies eine entscheidende Rolle spielen.
Leistung besser als erwartet
Die Wissenschaftler stellten fest, dass die Batterie eine überraschend hohe Leistungsabgabe erreicht. Unter Last zeigte sie auch bei niedrigen Temperaturen stabile Eigenschaften.
Damit eignet sich die Technologie insbesondere für Anwendungen, bei denen hohe Reichweiten weniger wichtig sind als niedrige Kosten und lange Verfügbarkeit von Rohstoffen.
Denkbar sind beispielsweise Netzspeicher, kommunale Fahrzeuge, Lieferfahrzeuge oder günstige Elektroautos für den Stadtverkehr.
Der größte Schwachpunkt bleibt das Laden im Winter
Trotz der positiven Ergebnisse konnten die Natrium-Zellen noch nicht mit den besten Lithium-Batterien gleichziehen.
Vor allem das Laden bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt stellt weiterhin eine Herausforderung dar. Die Forscher sehen hier derzeit die größte technische Hürde für einen breiten Einsatz in Elektrofahrzeugen.
Während die Batterie Energie bei Kälte gut abgeben kann, sinkt die Ladeleistung deutlich stärker als bei modernen Lithium-Systemen.
Auch die Energiedichte liegt noch zurück
Ein weiterer Nachteil bleibt die Energiedichte. Aktuelle Lithium-Ionen-Batterien speichern pro Kilogramm deutlich mehr Energie als kommerzielle Natrium-Zellen.
Für Fahrzeuge bedeutet dies entweder geringere Reichweiten oder größere Batteriepakete.
Genau hier arbeiten Forscher derzeit an neuen Elektrolyten und verbesserten Hartkohlenstoff-Anoden, um die Speicherkapazität weiter zu erhöhen.
Warum das für die Batterieindustrie wichtig ist
Die Untersuchung zeigt, wie schnell sich die Natrium-Technologie entwickelt. Noch vor wenigen Jahren galt sie als interessante Nischenlösung für Spezialanwendungen. Heute nähern sich erste Serienprodukte bereits Leistungswerten an, die bislang modernen Lithium-Systemen vorbehalten waren.
Für die Batterieindustrie entsteht damit eine zweite technologische Option neben Lithium. Sollte es gelingen, Energiedichte und Winterladeverhalten weiter zu verbessern, könnten Natrium-Ionen-Batterien in den kommenden Jahren vor allem im unteren und mittleren Preissegment eine wichtige Rolle spielen.
Die eigentliche Überraschung der Studie ist daher weniger die einzelne Batterie selbst. Bemerkenswert ist vielmehr, wie schnell eine Technologie, die lange als Außenseiter galt, inzwischen an etablierte Lithium-Systeme heranrückt.
📂
Kategorie
News
Aktuelle Meldungen aus der Tech-Welt – kompakt eingeordnet, ohne Clickbait-Überschriften.
