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Technologie-Ausblick: Natrium-Ionen-Zellen in Akkupack- und Batterielösungen
Während das Handelsgeschäft für Natrium-Ionen-Zellen bereits angelaufen ist, konzentriert sich die Nachfrage nach der neuen Zellchemie in Entwicklungsprojekten für Akkupacks und Batterielösungen zurzeit auf eine ganz bestimmte ihrer Eigenschaften. Yves Janßen, Head of Operations der Omnitron Griese GmbH, ordnet ein, welche Möglichkeiten die neue Technologie jetzt und in Zukunft mit sich bringt:
Für wen lohnt es sich heute schon, Natrium-Ionen-Zellen zu kaufen?
„Da gibt es verschiedene Treiber. Zum einen ist es die Innovation an sich. Pioniere setzen grundsätzlich frühzeitig auf neue Technologien. Oder sie gehen in diesem Fall gezielt davon aus, dass sich die Natrium-Ionen als günstige Alternative zu Lithium-Ionen durchsetzen werden und testen sie, um hier rechtzeitig eine Vorreiterrolle einnehmen zu können. Dies adressiert Geschäftsmodelle, Marketingaspekte und Unternehmensvisionen. Ein anderer Treiber liegt in der Nachhaltigkeit der neuen Zellchemie. Natrium ist ein weltweit verfügbarer Rohstoff, der umweltfreundlicher gewonnen und eingesetzt werden kann. Kobalt ist nicht erforderlich. Wer sich aktiv für den Klimaschutz einsetzt, wird nicht unbedingt darauf warten, dass Natrium-Ionen-Zellen günstiger werden. Und zu guter Letzt eignet sich die neue Zellchemie für manche Nischen und Spezialanwendungen einfach besser als die Lithium-Ionen-Technologie.“
Welche Eigenschaften bringt die Natrium-Ionen-Technologie mit sich?
„Neben der Nachhaltigkeit zeichnen sich Natrium-Ionen-Zellen durch eine außergewöhnliche Zyklenlebensdauer und ein charakteristisches Niedrigtemperaturverhalten aus. Zugleich handelt es sich um eine sehr sichere Zellchemie. In dieser Hinsicht ist sie vergleichbar mit Lithium-Eisen-Phosphat (LFP). Zudem haben Natrium-Ionen-Zellen großes Potential, in Zukunft deutlich günstiger angeboten zu werden als Lithium-Ionen-Zellen. Allerdings ist die Energiedichte geringer, so dass das Gewicht bei gleicher Speicherkapazität höher ausfällt als bei Lithium-Ionen-Zellen.“
Für welche Anwendungen sind Natrium-Ionen-Zellen ein Gewinn?
„Natrium-Ionen-Akkus sind für alle Anwendungen attraktiv, die Sicherheit, Lebensdauer und Rohstoffverfügbarkeit erfordern. Und für jene, für die niedrige Kosten wichtiger sind als die maximale Energiedichte oder das Gewicht. Das wären beispielsweise Speicher für regenerative Energien. Oder auch Batterien für E-Fahrzeuge, die regelmäßig wieder geladen werden können, wie zum Beispiel Stadtbusse, Müllfahrzeuge und fahrerlose Transportsysteme. Genauso gut können Natrium-Ionen-Zellen der Verteidigung sowie der Notversorgung kritischer Infrastrukturen dienen, hier insbesondere in Backup-Systemen für Mobilfunkmasten oder Rechenzentren.
Vielseitig interessant ist der Einsatz der neuen Zellchemie in kühleren Gefilden wie Nordeuropa, Kanada oder in Hochgebirgsregionen. Natrium-Ionen-Zellen zeigen ein beeindruckendes Tieftemperaturverhalten. Die Batterien lassen sich in einer kalten Umgebung deutlich besser laden und entladen als Lithium-Ionen-Zellen. Sie nehmen also mehr Kapazität auf und geben somit auch mehr Kapazität wieder ab. Akkupacks auf Natrium-Ionen-Basis funktionieren daher als Außenspeicher ohne aufwendige Temperierung.“
Was bedeutet die neue Zellchemie für die Stabilität von Lieferketten?
„Hier hat Europa eine echte Chance. Sobald die Abhängigkeit von Lithium entfällt, können Lieferketten für Batteriematerialien innerhalb der EU deutlich stabiler aufgebaut werden. Der Rohstoff Natrium ist auf dem gesamten Kontinent vorhanden, kann auf kürzeren Wegen transportiert werden und droht nicht zu verknappen.“
Wann wird die Natrium-Ionen-Technologie ihren Durchbruch erreichen?
„Das hängt von mehreren Faktoren ab. Natrium-Ionen-Zellen werden sich in dem Moment im Markt etablieren, in dem ihr Preis mit Lithium-Ionen-Produkten – insbesondere mit LFP – vergleichbar wird. Ihr Vorteil liegt darin, dass die Batterieherstellung auf identischen Verfahren basiert und bestehende Infrastrukturen genutzt werden können. Allerdings erfordern Natrium-Ionen-Zellen andere Anoden- und andere Kathodenmaterialien als Lithium-Ionen-Zellen. Erst wenn diese skalieren und ihre Lieferketten stabil stehen, kann auch der Preis für Natrium-Ionen-Batterien signifikant sinken. Doch wenn dies so weit ist, wird sie ihr volles Kosteneinsparpotential entfalten.“
Setzt Omnitron in kundenspezifischen Akkupack-Lösungen bereits Natrium-Ionen-Zellen ein?
„Welche Zellen wir in welchem Projekt einsetzen, hängt im Wesentlichen von den anwendungsspezifischen Zielen und der Kostenoptimierung ab. Wir haben uns mit unseren Partnern für Natrium-Ionen-Zellen bereits zukunftsorientiert aufgestellt. Die neue Zellchemie ist seit August 2025 Bestandteil unseres Portfolios für Handelswaren. Dieses Portfolio liegt in der Regel auch unseren Akkupack- und Batterielösungen zugrunde. Wenn die Natrium-Ionen-Technologie zu den jeweiligen Anforderungen passt und sowohl technisch als auch wirtschaftlich die beste Lösung ist, dann nutzen wir sie. Im Moment erfordert die neue Zellchemie jedoch noch Anpassungen der Elektronik und der Batteriemanagementsysteme. In Einzelfällen kann es dennoch sinnvoll sein, Natrium-Ionen-Zellen bereits jetzt einzusetzen. Das betrifft in erster Linie ihre Tieftemperatureigenschaften. Diese dominieren die aktuelle Nachfrage nach Natrium-Ionen in der Entwicklung kundenspezifischer Akkupacks. Perspektivisch werden sich solch frühe Anwendungen kostenoptimieren. Wir freuen uns, wenn Hersteller und Produktentwickler bereits heute mit ihren Ideen für den Einsatz von Natrium-Ionen auf uns zukommen. Wir schauen dann gemeinsam, wie wir ihr Ziel optimal erreichen.“