Billiges Salz und Eisen statt teures Lithium oder Kobalt? Der schwedische Akku-Hersteller Northvolt ist dabei, eine Ionen-Natrium-Batterie zu entwickeln, die 160 Wattstunden pro Kilogramm liefert.
Northvolt ist nicht der erste oder der einzige Batteriehersteller, der an der Entwicklung von Natrium-Ionen-Akkus arbeitet. Dem chinesischen Akkubauer Hina gelang es im Laufe dieses Jahres die Energiedichte von 140 auf 155 Wattstunden pro Kilogramm Zellgewicht hochzuschrauben. Und CATL, größter Batterieherstller der Welt, ist es sogar vor den Schweden gelungen, eine Natrium-Ionen-Batterie (NIB) mit einer Energiedichte von 160 Wattstunden pro Kilogramm zu entwickeln.
Die Northvolt-Entwicklung hat den meisten Konkurrenten voraus, dass sie mit einer eisenbasierten Kathode arbeitet. Damit bräuchte der Akku aus Schweden weder Lithium, Nickel, Mangan oder Kobalt. Alle diese Rohstoffe sind knapp und teuer. Ihre Beschaffung zu ethisch vertretbaren Bedingungen ist kaum möglich, weil die Erzlagerstätten meist in Entwicklungsländern und Autokratien liegen. Die Lieferkette ist schwierig zu kontrollieren. Darüber hinaus verfügt China in der Herstellungskette dieser Metalle vielfach über ein Quasi-Monopol. Eisen und Natrium hingegen gehören zu den Elementen, die auf der Erde am häufigsten vorkommen. Natrium als Element ist in Salz, also Natriumchlorid (NaCl), enthalten. Auf der Erdkruste kommt Natrium 400 Mal häufiger vor als Lithium.
Billig wie nie
Experten gehen davon aus, dass, die Kosten für die Herstellung von Natrium-Ionen-Zellen 40 Prozent unter den heute meist verwandten Lithium-Ionen-Zellen liegen. Eine CATL-Studie hält langfristig Preise von 30 US-Dollar pro Kilowatt für denkbar. Damit würden die NIBs als stationäres Speichermedium konkurrenzlos günstig im Vergleich zu Wasserstoffspeichern oder Pumpspeicherwerken. Die CATL-Entwickler halten überdies Steigerungen der Energiedichte auf 200 Wattstunden pro Kilogramm für möglich.
NIBs haben neben den geringen Kosten und den wohlfeilen Rohstoffen weitere Vorteile gegenüber der klassischen Lithium-Ionen-Technik. Die Natrium-Ionen-Akkus lassen sich extrem schnell laden. Sie sind weitgehend unempfindlich gegenüber Wärme, vor allem aber Kälte. Temperaturen von minus 20 Grad Celsius schränken die Schnellladefähigkeit nicht ein.
Insidern zufolge dürfte es noch drei bis vier Jahre dauern, bis die Natrium-Ionen-Akkus von Northvolt marktreif sind. Zunächst sollen NIBs für stationäre Zwecke eingesetzt werden. Sie könnten als Puffer dienen, um das Netz zu stabilisieren. Oder den am Tag gewonnenen Sonnenstrom für die Nacht speichern. Für mobile Anwendungen im Auto oder im Smartphone sind die NIBs in der Regel noch zu schwer und zu voluminös. Mit nur 160 Wattstunden pro Kilogramm liegen die Natrium-Ionen-Akkus hinsichtlich der Energiedichte deutlich unter den meistverwendeten Lithium-Ionen-Batterien. Diese bringen es immerhin auf eine Energiedichte von über 280 bis 300 Wattstunden pro Kilogramm.
Späterer Einbau in Stromer nicht ausgeschlossen
Dennoch: Später ist eine Verwendung als Antriebsbatterie für Stromer denkbar. Nicht nur chinesische Hersteller denken darüber nach, NIBs in E-Autos zu verbauen. Denn mit der zunehmenden Dichte des Ladenetzes spielt die Reichweite nicht mehr die entscheidende Rolle. Auch Volkswagen-Strategen schließen mobile Anwendungen nicht aus. Schon 2026 könnten Natrium-Akkus wettbewerbsfähig gegenüber der Lithium-Ionen-Technik werden, sagte Thomas Schmall, Technik-Vorstand im VW-Konzen, vor Wochen auf der IAA Mobility in München.
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