Ob brennende Autos in Tiefgaragen, hohe Kosten, problematischer Abbau von Rohstoffen oder Zweifel an der CO2-Bilanz: Viele Kritiker von E-Autos begründen ihre Skepsis (zum Faktencheck) auch mit den verbauten Akkumulatoren. Als Energiespeicher von Elektroautos werden derzeit Lithium-Ionen-Akkus bevorzugt, einige Hersteller wie Tesla setzen auch auf Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP).
Doch die Kritik könnte bald verstummen. Der chinesische Zulieferer CATL (Contemporary Amperex Technology Co. limited; beliefert u.a. Tesla, Daimler und VW) hat einen Natrium-Ionen-Akku vorgestellt, der von vielen Experten als echter Durchbruch bezeichnet wird und dessen Massenlieferung schon 2023 beginnen soll. Die Technik ist nicht neu, der jetzt präsentierte Akku ein Ergebnis jahrelanger weltweiter Forschung. Seine wichtigsten Vorteile zusammengefasst: Er ist nachhaltiger, kostengünstiger, weniger brennbar, leistungsfähiger im Winter und besser schnellladefähig.
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Wie es der Name besagt, bildet Natrium die Basis der neuen Technik. Die Anode besteht nur aus Kohlenstoff. Auf teure und seltene Rohstoffe wie Lithium, Kobalt, Kupfer und Nickel kann verzichtet werden. Vor allem der Einsatz von Lithium und Kobalt wird wegen der problematischen Bedingungen beim Abbau in Südamerika und im Kongo nach wie vor kritisch gesehen. Natrium hingegen ist sehr viel häufiger vorhanden (unter anderem als Abfall beim Kalibergbau), leichter zu gewinnen und energierärmer zu verarbeiten, was der CO2-Bilanz zugutekommt. Die Kathode besteht aus Natrium, Mangan, Eisen, Kohlenstoff und Stickstoff. Laut CATL wurde auch eine gemischte Anwendung mit Lithium-Ionen-Zellen entwickelt. Zudem sollen die Natrium-Ionen-Batterien auch für die sogenannte Cell-to-Pack-Technologie geeignet sein, bei der die Zellen ohne Module direkt ins Auto integriert werden, was die Zellenanzahl und damit die Reichweite erhöht (diese Begriffe sollten E-Autofahrer kennen).
Contemporary Amperex Technology Co., Ltd. (CATL)
CATL ist der weltweit größte Akkuproduzent für E-Autos, auch nahe Erfurt steht ein Werk.

Hohe thermische Stabilität im Winter

Vor allem aber liegen die Vorteile in einer hohen thermischen Stabilität. Nach Angaben des größten Batterieproduzenten der Welt besitzt die Mischung auch bei minus 20 Grad Celsius eine "hervorragende" Entladungsrate von mehr als 90 Prozent. Durch die guten Multiplikator-Fähigkeiten sinke die Ladeleistung weniger stark als bei Lithium-Ionen. In 15 Minuten soll sich ein Natrium-Ionen-Paket per Schnellladung auf 80 Prozent Kapazität auffüllen lassen.

Akku-Energiedichte soll noch steigen

Weniger vorteilhaft ist die (noch) geringere Energiedichte von 160 Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg). Sie soll jedoch laut CATL in der zweiten Generation 200 Wh/kg betragen und damit Lithium-Ionen-Zellen überflügeln. Dennoch reicht sie schon jetzt für den kommerziellen Einsatz, bislang ein entscheidendes Ausschlusskriterium. Schlüssel dafür ist die neue Natrium-Kohlenstoffanode von CATL. Die Lebensdauer der Natrium-Ionen-Akkus liegt bei 1000 vollen Ladezyklen – vergleichbar mit Nickel-basierten Lithium-Ionen-Batterien.

Herstellung ähnlich wie bei Lithium-Akkus

Ein entscheidender Pluspunkt könnten auch die Kosten werden. CATL strebt nach eigenen Angaben für die Massenproduktion umgerechnet 25 bis 35 Euro pro Kilowattstunde (kWh) in der Herstellung an. Auch wenn der Preis im Vertrieb für den Endverbraucher höher sein wird, dürfte das Verfahren die Gesamtkosten für den Akku – das teuerste Bauteil bei einem Elektroauto – wirksam senken. Denn auch eine hohe finanzielle Zusatzbelastung für die Herstellung ist nicht zu erwarten. Da das Funktionsprinzip und das Herstellungsverfahren denen der Lithium-Ionen-Akkus ähnlich sind, seien die Produktionsanlagen für die Fertigung leicht umzustellen, so CATL.