Chinas Natrium-Akkus als kostengünstige Alternative zu Teslas Batterien

Dabei würde auf Natrium – ein reichlich vorhandenes und leicht beschaffbares Material – statt auf Lithium gesetzt.

Moritz Schütte, Batterieforscher an der RWTH Aachen in Deutschland, erklärt: „Die Kombination aus guter Homogenität, hoher Leistungsfähigkeit und robuster Leistung bei niedrigen Temperaturen macht diese Zellen für stationäre Speicher, Netzservices sowie Fahrzeuge mit kürzerer Reichweite oder für gewerbliche Anwendungen attraktiv, bei denen potenziell geringere Kosten und die Verfügbarkeit die maximale Reichweite." Um den Vergleich zwischen den Hina-Batterien und fortschrittlichen Tesla-Modellen wissenschaftlich zu fundieren, hat das Team ütte eine zerstörungsfreie Messmethode namens Impedanzspektroskopie eingesetzt.

Ziel war es, die Gleichmäßigkeit von 120 Natrium-Ionen-Batteriezellen zu ermitteln. Anschließend kartierten die Forscher die Leistungs- und Energieeigenschaften einzelner Zellen unter realen Bedingungen. Dazu wurden die Batterien bei unterschiedlichen Strömen und Temperaturen im Bereich zwischen minus 20 Grad Celsius und 45 Grad Celsius getestet.

Was die Studie zeigt

Zusätzlich wurde die interne Struktur der Batterie mittels Röntgenstrahlen untersucht. Im Anschluss daran wurden die Zellen geöffnet, um Elektrodenabmessungen, Zusammensetzungen und Mikrostrukturen präzise zu vermessen, wie in einer Pressemitteilung mitgeteilt wird.

Dabei zeigte sich ferner, dass die Batterie ein tabloses Design mit doppelten Aluminium-Stromsammlern verwendet. Dieses Konstrukt verringert den elektrischen Widerstand und gewährleistet eine gleichmäßige Temperaturverteilung, wobei es das aktuelle Design ütte äußerte sich positiv überrascht äßigkeit der Zellen.

Die erreichte Hochleistungsleistung habe die Erwartungen, die man ühen kommerziellen Natrium-Ionen-Produkt haben könnte, übertroffen. Für Anwendungen, die häufiges Laden bei niedrigen Umgebungstemperaturen erfordern, betont der Forscher jedoch, dass angemessene Wärmemanagement-Strategien oder spezifische Betriebskonzepte wichtig sein werden.

Was die Studie zeigt

Das Laden bei tiefen Temperaturen stelle nach wie vor eine deutliche Schwäche dar. Die Forscher stießen zudem auf unerwartet hohe und ungleichmäßig verteilte Kupferkonzentrationen in bestimmten Kathodenbereichen der Batterie. Dies wirft interessante Fragen nach der Rolle des Kupfers für Leistung und Alterung auf.

Es wird spannend sein zu beobachten, wie zukünftige Natrium-Ionen-Technologien, die ebenfalls frei, eine wettbewerbsfähige Energiedichte erreichen. Da Natrium deutlich häufiger und besser verfügbar ist als Lithium, könnte der Einsatz für Batterien die Rohstoffkosten für Hersteller senken und langfristige Lieferkettenrisiken verringern.

Natrium-Ionen-Akkus weisen zudem unter Last bei niedrigen Temperaturen eine gute Leistung auf. Gemäß der Pressemitteilung macht dies sie für stationäre Energiespeicher und mobile Anwendungen in kalten Klimazonen zu einer attraktiven Option.