Aktueller Standard - die Li-Ionen-Batterie. (Foto: asharkyu / Shutterstock)
Lithium-Ionen-Batterien sind aktuell die Standardbesetzung für alle Elektrogeräte, die mobil betrieben können werden sollen. Dazu zählen Smartphones ebenso wie Elektroautos.
Lithium-Ionen-Batterien sind die Treiber der Elektrifizierung
Auch in Netzspeichersystemen, die den Stromfluss von Wind- und Solarkraftwerken glätten, sind sie unverzichtbar. Man darf mit Fug und Recht sagen, dass Lithium-Ionen-Batterien die Treiber der Elektrifizierung sind.
Doch Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ionen) haben auch Nachteile. Zum einen ist Lithium knapp, zum anderen benötigen die besten Lithium-Ionen-Batterien, die mit Schichtoxidkathoden, auch Kobalt und Nickel.
Das sind Metalle, die einer Mangelbetrachtung unterliegen. Bei Kobalt gibt es noch das spezielle Problem, dass es zu einem großen Teil in der Demokratischen Republik Kongo abgebaut wird, wo die Arbeitsbedingungen zu wünschen übrig lassen.
Zwar gibt es eine Lithium-Ionen-Batterie, ein sogenanntes polyanionisches Design, das Lithium-Eisen-Phosphat verwendet und weder Nickel noch Kobalt benötigt. Andererseits speichert die Batterie dann weniger Energie pro Kilogramm als Schichtoxidbatterien.
Alternative mit Natrium gewinnt an Unterstützung
Speziell in China machen sich mehr und mehr Unternehmen auf den Weg, eine Alternative zur Lithium-Ionen-Batterie zu entwickeln. Sie haben sich die Herstellung von Batterien auf Natriumbasis auf die Fahnen geschrieben.
Das klingt plausibel, denn im Gegensatz zu Lithium ist Natrium im Überfluss vorhanden. Es macht etwa den größten Teil des Salzes in den Ozeanen aus.
Bei der Verwendung von Schichtoxidkathoden mit Natrium anstelle von Lithium, wird zudem weder Kobalt noch Nickel benötigt. Die Idee, Natrium-Ionen-Batterien in großem Maßstab herzustellen, gewinnt daher zunehmend an Bedeutung.
Nachteil der Natriumbatterie – das höhere Gewicht
Die funktionieren genau wie Lithium-Ionen-Batterien, haben aber einen schwerwiegenden Nachteil. Das ist ihr Gewicht. Eine Natriumbatterie ist größer und schwerer als eine Lithiumbatterie mit der gleichen Kapazität.
Damit kommen die Natriumbatterien nicht für jeden Anwendungsfall infrage. Natriumbatterien könnten sich indes für die Speicherung im Netz, in Privathaushalten und für schwere Transportmittel wie Lastwagen und Schiffe eignen.
Natriumbatterien – keine Alternative für Elektroautos
Für gewichtssensible Anwendungen wie Elektroautos oder Flugzeugen scheinen Natriumbatterien vorerst uninteressant. Allerdings dürften die Materialpreise der entscheidende Faktor sein.
Bleiben die Preise für Lithium, Kobalt und Nickel hoch, dürfte der Anreiz steigen, Geld in die Forschung zu stecken, um die Energiemenge pro Kilogramm, die Natriumbatterien speichern können, zu erhöhen.
