Akkutechnik: CATL stellt erste Natrium-Ionen-Akkus für Autos vor

160 Wh pro Kilogramm. 80 Prozent Akkuladung in 15 Minuten. 90 Prozent Kapazität bei minus 20 Grad Celsius. CATL startet eine neue Ära der Akku-Technik.

Eine Analyse von Frank Wunderlich-Pfeiffer veröffentlicht am 29. Juli 2021, 16:04 Uhr

Die Natrium-Kohlenstoffanode ist die Schlüsseltechnologie von CATL. (Bild: CATL / Screenshot: Golem.de)

Der größte chinesische Akkuhersteller CATL hat die erste Generation seiner Natrium-Ionen-Akkus offiziell vorgestellt. Die Akkuzellen der ersten Generation erreichen 160 Wh/kg (Wattstunden pro Kilogramm) und benutzen eine Kathode aus Preußisch Weiß, also vollständig mit Natrium versetztem Preußisch Blau. Es ist ein äußerst kostengünstiges und umweltfreundliches Material. Das Preis-Leistungs-Verhältnis stellt jede andere Technik in den Schatten.

Dabei zeichnete sich bereits im vergangenen Jahr ein Durchbruch bei Natrium-Ionen-Akkus ab. Vor CATL begann bereits die britische Firma Faradion mit der Produktion erster Akkus. Die Leistungsdaten sind ähnlich, aber CATL plant die Massenfertigung bereits für 2023.

Die Akkus von CATL erreichen die gleiche hohe Zyklenfestigkeit wie Lithium-Eisenphosphat-Akkus (LFP). Aber die Natrium-Zellen können durch ihre höhere Temperaturbeständigkeit noch dichter gepackt werden und benötigen weniger Kühlung. Dennoch können die Akkus bei Zimmertemperatur in 15 Minuten zu 80 Prozent aufgeladen werden und behalten auch bei Kälte von minus 20 Grad Celsius noch 90 Prozent ihrer Kapazität. Die zweite Generation der Akkus soll über 200 Wh/kg erreichen.

Die Kosten sollen in Massenproduktion umgerechnet zwischen 25 und 35 Euro pro Kilowattstunde betragen. Die Energiedichte liegt nur knapp unterhalb der rund doppelt so teuren Lithium-Eisenphosphat-Zellen (LFP) in aktuellen chinesischen Tesla-3-Autos, mit 170 Wh/kg. Vollständige Akkupacks dürften hingegen bei etwas größerem Volumen das gleiche Gewicht wie die Tesla-LFP-Akkus haben. Der Grund ist die geringere Dichte des Kathodenmaterials.

CATL startet eine neue Ära der Akkuproduktion

Wegen der hohen Leistung, Schnellladefähigkeit und Kälteresistenz sollen die Akkus nicht nur als günstige Alternative zu Lithium-Ionen-Akkus eingesetzt werden. Sie sollen auch zusammen mit Lithium-Ionen-Akkus höherer Kapazität verwendet werden, um vor allem bei niedrigen Temperaturen die Leistung des Gesamtsystems zu optimieren. In den billigeren Modellen der gleichen Autos mit weniger Kapazität dürfte aber schon wegen der geringeren Kosten ganz auf Lithium verzichtet werden.

Die Produktion der Akkus findet in Fabriken mit der gleichen Technik statt, mit der auch Lithium-Ionen-Akkus hergestellt werden. Es braucht keine Neuentwicklungen, weshalb der für 2023 geplante Start der Massenproduktion realistisch ist. CATL hat die Herstellung selbst finanziert und ist - anders als westliche Technologiefirmen wie Faradion - nicht auf das Geld und die Erfüllung der Ansprüche externer Hersteller angewiesen. Das macht eine wesentlich schnellere und zielstrebigere Entwicklung möglich.

CATL übertreibt nicht damit, die Technik als den Start einer neuen Ära in der Akkuproduktion zu bezeichnen. Die Massenproduktion dieser Akkutechnologie ist ohne jede Einschränkung durch die Verfügbarkeit von Rohstoffen möglich, zu niedrigen Preisen, in praktisch beliebigen Mengen. Während europäische Hersteller versuchen, die Versorgung mit strategischen Rohstoffen wie Lithium, Kobalt, Nickel und Kupfer zu sichern, kommen die Natrium-Akkus von CATL ganz ohne sie aus, was die Akkus gleichzeitig viel umweltfreundlicher macht.