So funktionieren die Akkus von Faradion

Natrium-Ionen-Akkus sind sehr eng mit Lithium-Ionen-Akkus verwandt, aber die Akkus kommen ohne Lithium, Kobalt und Kupfer aus, die in der Erdkruste nur in geringen Konzentrationen vorkommen und in der Förderung größere Umweltschäden verursachen. Zur Herstellung können größtenteils Anlagen und Technologien benutzt werden, die für Lithium-Ionen-Akkus entwickelt wurden.

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Es werden die gleichen Aluminiumfolien als Träger von Kathode und Anode benutzt, die gleichen Separatorfolien aus Kunststoff, die gleichen Akkugehäuse und die gleichen Anlagen und Maschinen wie für den Bau von Lithium-Eisenphosphat-Akkus. Unterschiede sind der Verzicht auf Kupferfolien in der Anode, stattdessen werden die gleichen Aluminiumfolien wie in der Kathode benutzt. Sie sind leichter und billiger und machen es erst möglich, den Akku vollständig zu entladen.

Ohne Graphit können bessere Elektrolyte benutzt werden

Die Anode wird nicht mit siliziumhaltigem Graphit beschichtet, das funktioniert nur mit Lithium. Stattdessen wird harter Kohlenstoff aus Biomasse oder anderen Rohstoffen benutzt. Solcher Kohlenstoff ist bereits kommerziell erhältlich, weil er für den Einsatz in besonders kälteresistenten Lithium-Ionen-Akkus entwickelt wurde. Aber er ist nicht für Natrium-Ionen-Akkus optimiert, was zu Kapazitätsverlusten und langsameren Ladezeiten führt.

Einen Vorteil hat der Verzicht auf Graphit aber: Es können bessere Elektrolyte verwendet werden, auf Basis von Propylencarbonat. Dieses hat einen viel niedrigeren Schmelzpunkt als das mit Graphit notwendige Ethylencarbonat und macht die Akkus kälteresistent.

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Ethylencarbonat hat einen Schmelzpunkt über 30 Grad Celsius und muss mit anderen Stoffen vermischt werden, um den Schmelzpunkt zu senken. Diese Stoffe sind aber leicht entzündlich, weshalb Schäden an den Akkus leicht zu Bränden führen. Propylencarbonat hat einen Schmelzpunkt von -48 Grad Celsius, so dass auf leicht entflammbare Zusätze verzichtet werden kann.

Ohne Kupferfolien sind Akkus sicherer

Zur Sicherheit trägt auch der Verzicht der teuren und schweren Kupferfolien in der Anode bei, die in Lithium-Ionen-Akkus je nach Konstruktion rund 10 Prozent des Gesamtgewichts ausmachen. Lithium würde sich in der Anode mit Aluminium verbinden, dem Akku verloren gehen und später die Alufolie zerstören. Natrium verbindet sich nicht mit Aluminium und benötigt deshalb kein Kupfer.

Elektromobilität: Theorie und Praxis zur Ladeinfrastruktur (de-Fachwissen)

Der größte Nachteil von Kupfer ist, neben Gewicht und Preis, dass es sich bei niedriger Spannung im Elektrolyt des Akkus auflöst. Das zerstört nicht nur die Folie und schadet der Leistung der Zellen. Vor allem entsteht beim nächsten Ladevorgang unkontrolliert Kupfermetall mitten im Akku, was dann leicht zu Kurzschlüssen und Bränden während des Ladevorgangs führt. Dank der Alufolien geht von einer Tiefentladung eines Natrium-Ionen-Akkus keine Gefahr aus und sie können also für Lagerung und Transport jederzeit entladen werden.

Sicherheit und Temperaturverhalten sowie der Verzicht auf seltene Rohstoffe sind die großen Vorteile der Natrium-Ionen-Akkus gegenüber Lithium. Der Nachteil ist die niedrigere Energiedichte. Daran ist das etwas schwerere Natrium aber nur zum Teil schuld.

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 Akkutechnik und E-Mobilität: Natrium-Ionen-Akkus werden echte Lithium-AlternativeNatrium-Ionen-Akkus können noch mehr auf Lithium aufholen 
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desaboya 26. Jun 2021 / Themenstart

Manchen Leuten ist die eigene Zeit nichts wert und realisieren nicht, wieviel sie davon...

derdiedas 25. Jun 2021 / Themenstart

Leseskill=Null Ein Defender = 4 Autos, da ist der Akku nur eine Teilmenge der CO2 Bilanz.

Bibi Blockwart 22. Jun 2021 / Themenstart

Da spielen mutmasslich auch Pfadabhängigkeiten eine Rolle, wobei sich dann nicht...

Copper 22. Jun 2021 / Themenstart

Sind sie heute im Prinzip schon. Denn Bleiakkus sind letztlich nur eins: vergleichsweise...

Emulex 22. Jun 2021 / Themenstart

Naja, wie wäre z.B. die Reaktion der Öffentlichkeit, wenn irgendwann rauskommt: Alle...

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