Natrium-Ionen-Batterie für E-Autos auf dem Vormarsch

Michael Knauer

Ein bislang kaum bekannter chinesischer Batteriehersteller hat vor kurzem den ersten rein elektrischen Personenwagen mit einer Natrium-Ionen-Batterie vorgestellt - für umgerechnet unter 7000 Euro.

Freitag, 24. März 2023, 11.52 Uhr

Hina Battery

Kleinwagen-Prototyp Sehoh E10X mit Natrium-Ionen-Batterie, gebaut von dem chinesischen Batteriehersteller Hina Motors und dem Unternehmen Sehol.

Ist die Lithium-Ionen-Batterie wirklich das optimale Speichermedium beim massiven Hochlauf der Elektromobilität? Chinesische Hersteller sind davon nicht mehr überzeugt und setzen angesichts der massiven Preissteigerungen für batterietaugliches Lithium verstärkt auf Natrium-Ionen-Batterien.

Vor wenigen Tagen präsentierte der chinesische Batteriehersteller Hina Battery erstmals einen elektrischen Kleinwagen, der mit Natrium-Ionen-Batterien bestückt ist. Der Sehol E10X entstand als Kooperation von Hina Battery und dem Unternehmen Sehol. Der Clou an dem Auto ist vor allem sein niedriger Preis von umgerechnet weniger als 7000 Euro.

In einer früheren Version dieses Beitrages hieß es, dass auch Chinas VW-Tochter VW Anhui an dieser Entwicklung beteiligt sei, dies wies Volkswagen jedoch am Montag zurück. VW sei auch nicht an der Entwicklung einer Natrium-Ionen-Batterie beteiligt, sagte ein Sprecher der Automobilwoche.

Die Batterie des Kleinwagens hat zwar eine Kapazität von nur 25 kWh, das Auto kommt damit aber nach Herstellerangaben immerhin auf eine Reichweite von 252 Kilometern, zudem ist Schnellladen möglich.

Bislang galten Natrium-Ionen-Batterien wegen ihrer technischen Nachteile (siehe Kasten) nur als tauglich für elektrische Zweiräder oder stationäre Anwendungen. Dies könnte sich mit dem kleinen Sehol ändern.

28 Werke entstehen derzeit weltweit

Chinas Batteriehersteller sehen inzwischen in der Natrium-Ionen-Batterie einen geeigneten Ersatz oder zumindest eine Ergänzung. Nach Angaben der auf Batterie-Rohstoffe spezialisierten britischen Beratungsfirma Benchmark Mineral Intelligence entstehen derzeit weltweit Produktionskapazitäten für Natrium-Ionen-Batterien in der Größenordnung von mehr als 100 GWh pro Jahr. Der Großteil davon wird in China geplant.

Insgesamt seien weltweit 28 Produktionsstätten entweder schon in Betrieb, im Bau oder in der Planung, erklärt Caspar Rawles, leitender Datenmanager bei Benchmark Mineral Intelligence. In China gebe es aktuell zwar erst eine Produktionskapazität von 3,1 GWh pro Jahr, doch dieses Volumen werde dank der neuen Projekte rasch steigen und bis 2030 bei mehr als 100 GWh pro Jahr liegen.

Damit dürfte die Natrium-Ionen-Batterie allerdings noch immer weit hinter dem ebenfalls massiven Hochlaufen der Lithium-basierten Fahrbatterie liegen. 2030 werde der Anteil der Natrium-Ionen-Batterie an der gesamten Batterie-Produktion von Fahrbatterien erst bei 1,3 Prozent liegen, erwartet das Beratungsunternehmen.

Lithium-Preise sinken wieder

Zuletzt hatten die massiven Preissteigerungen für Lithium die Entwicklung von Natrium-Ionen-Batterien vorangetrieben. Im vergangenen November erreichten die Spot-Preise für chinesisches Lithium ihren vorläufigen Höhepunkt, seither fielen sie wieder deutlich um 43 Prozent.

Für die chinesischen Hersteller von Elektroautos sind die Lithium-Preise ein wesentlicher Stellhebel für ihren Markterfolg. Zahlreiche Marken senkten in diesem Frühjahr im Inland die Preise für ihre EVs. Diesem Preiskampf haben die ausländischen Rivalen bislang wenig entgegenzusetzen.

Nio-Chef William Li sagte jüngst bei einer Analystenkonferenz, er erwarte wieder steigende Verfügbarkeiten bei Lithium und deutlich sinkende Lithium-Preise im weiteren Jahresverlauf.

Sinkende Rohstoffpreise bei Lithium bedeuten allerdings nicht automatisch entsprechende Preissenkungen beim eigentlichen Batterie-Rohstoff, dem Lithium-Hydroxid. Die Preise dort sind nach Beobachtung von Benchmark Mineral Intelligence derzeit noch stabil oder nur wenig sinkend.

Ein Hinweis auf einen sich entspannenden Lithium-Preis ist auch die jüngste Entscheidung von Chinas größtem Batteriehersteller CATL. Das Unternehmen bietet seinen Kunden jetzt Rabatte an, wenn langfristige Lieferverträge geschlossen werden.

Hina Battery

Batteriepack im Kleinwagen Sehol E10X mit Natrium-Ionen-Technik: Das vorgestellte Modell hat eine Kapazität von 25 kWh und kommt damit auf 252 km Reichweite. Den gleichen Wagen gibt es auch mit Lithium-Ionen-Batterien ausgestattet, die dann eine Kapazität von 19,7 kWh oder wahlweise 31,4 kWh haben, was Reichweiten von 200 beziehungsweise 302 km ermöglicht.

Vor- und Nachteile von Natrium-Ionen-Batterien

Natrium ist weltweit gut 500 Mal häufiger vorhanden als das nur in wenigen Weltregionen verfügbare geeignete Lithium, Natrium-Batterien können schneller geladen werden als Lithium-Batterien und haben nach heutigem Stand noch eine dreifach höhere Lebensdauer.

Zudem arbeiten Natrium-Ionen-Batterien in einem deutlich höheren Temperaturbereich, weshalb diese Batterien sich auch besser eignen für Einsätze in besonders warmen Regionen. Lithium-Batterien können schon bei deutlich niedrigeren Temperaturen in Flammen aufgehen. Zudem bedeutet diese Eigenschaft, dass Natrium-Ionen-Batterien im Winter besser ansprechen auf das regenerative Bremsen.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Verwendung von günstigem Aluminium anstelle des gut dreimal so kostspieligen Kupfers. Anders als Lithium-Batterien müssen Natrium-Batterien auch nicht mit einer ständigen Restladung betrieben werden, was für die Betriebssicherheit der Natrium-Batterie spricht.

Doch Natrium-Batterien haben auch Nachteile: Vor allem ist die Speicherdichte pro Volumen und Gewicht noch geringer als bei der Lithium-Batterie. Derzeit liegt die Energiedichte bei den besten Prototypen etwa 120 Wattstunden pro Kilogramm. Ein aktueller Lithium-Ionen-Akku kommt dagegen auf eine Dichte von rund 200 Wh/kg. Die neuesten Lithium-Luft-Akkus, die erst Laborstatus haben, kommen auf bis zu 500 Wh/kg - sind allerdings auch sehr voluminös.

Die Natrium-Technik ist insgesamt noch nicht so reif und vor allem sicher entwickelt wie ihr Lithium-Rivale. Zudem existiert aktuell noch keine global gesicherte Lieferkette für die Komponenten dieses Batterietyps.

Ein größerer Nachteil besteht auch in dem Problem, Natrium-Ionen-Batterien in sehr unterschiedliche Zellformate zu packen, wie dies bei Lithium-Ionen-Batterien der Fall ist.