Akkutechnik: CATL stellt Stromspeicher mit neuer Natrium-Technik vor
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Die chinesische Firma CATL, größter Akkuhersteller international, hat ein neues stationäres Akkusystem auf der Basis von Natrium-Ionen-Akkus vorgestellt(öffnet im neuen Fenster). Das wird in mehreren Containern ausgeliefert und bietet eine Gesamtkapazität von über 30 Megawattstunden bei einem Gewicht von maximal 42 Tonnen pro Container. Das System soll sich vor allem durch hohe Effizienz und Langlebigkeit auszeichnen.
Bei den Akkuzellen handelt es sich nicht um die Naxtra-Akkus mit Schichtoxiden, sondern um Natrium-Eisen-Phosphat-Pyrophosphat-Akkus (NFPP). Diese Akkuchemie kann vereinfacht als LFP (Lithium-Eisenphosphat) mit Natrium bezeichnet werden. Wie bei LFP ist Eisen das elektrochemisch aktive Element. Aber es ist in einer chemischen Struktur mit jeweils zwei Phosphat-Anionen und einem Pryophosphat-Anion. Damit hat die Struktur größere Zwischenräume als einfaches Eisenphosphat.
Das Resultat sind Akkuzellen mit etwa der vierfachen Energiedichte von Bleiakkus, also weniger als LFP, doch mit sehr guter Langlebigkeit und hoher Effizienz. Diese sollen 15.000 Ladezyklen und 30 Jahre Netzbetrieb aushalten. Hinzu kommt ein geringer Innenwiderstand, der zu geringerer Wärmeentstehung führt und eine potenziell hohe Leistungsabgabe erlaubt.
Hohe Effizienz erzeugt weniger Kühlbedarf
Einige NFPP-Materialien – es gibt verschiedene Modifikationen der Strukturen und Zusammensetzungen – gehören zur Klasse der Natrium-Super-Ionen-Leiter (Na Super Ionic Conductor, Nasicon), in denen sich Natrium-Ionen mit nur wenig mehr Widerstand als in Flüssigkeiten bewegen können. Das senkt den Innenwiderstand der Akkus im Vergleich zu anderen Materialien, was den Kühlbedarf senkt und die elektrische Effizienz erhöht.
Im Vergleich zu LFP-Graphit-Akkus haben NFPP-Kohlenstoff-Akkus nur rund 70 Prozent von deren Energiedichte. Genaue Angaben gibt es von CATL nicht, die Energiedichte der Zellen dürfe jedoch in der Größenordnung von 130 Wh/kg liegen. Das ist vergleichbar mit LFP-Akkus der frühen 2010er-Jahre und ist weniger als die 175 Wh/kg der Naxtra-Akkus.
Die Kühlung soll nur ein Prozent der gespeicherten Energie verbrauchen und damit im Vergleich zu sonst üblichen zwei Prozent und 10 Dezibel leiser sein. Hierbei helfen sowohl die geringere Wärmeentstehung wegen des guten Innenwiderstandes, als auch die geringere Energiedichte der Akkuzellen, die im gleichen Zellformat mehr Oberfläche zur Kühlung haben und somit weniger Kühlbedarf pro Zelle besteht.