Der Komplex wird fünf solcher Produktionslinien beherbergen; eine weitere ist für 30 GWh/Jahr geplant, und weitere Batterien werden in Lizenz hergestellt.
Zahlreiche Wettbewerber, darunter CATL, Svolt, Farasis, Lifun, DFD, Transimage und andere, arbeiten derzeit an eigenen Natrium-Ionen-Batterien, deren Massenproduktion noch in diesem Jahr anlaufen soll. Eine Marktanalyse von IDTechEx aus dem November 2023 prognostiziert ein Wachstum der Natrium-Ionen-Batteriekapazität von mindestens 40 GWh bis 2030. Bei erfolgreicher Marktentwicklung wird bis 2025 mit zusätzlichen Produktionskapazitäten von bis zu 100 GWh gerechnet. Die Voraussetzungen für einen weiteren bedeutenden Wandel in der Batterieindustrie in den kommenden Jahren sind gegeben, ähnlich dem breiten Aufkommen von Flüssigleistungsbatterien (LFP) im Jahr 2020.
IDTechEx geht davon aus, dass Natrium-Ionen-Batterien in China zunächst im Segment der A00-Fahrzeuge (kleine, langsame Elektrofahrzeuge) Fuß fassen werden, da diese primär für den Stadtverkehr genutzt werden und keine großen Reichweiten benötigen. Die Energiedichte der aktuell produzierten Fahrzeuge der A00-Klasse liegt laut IDTechEx-Studien hauptsächlich zwischen 140 und 160 Wh/kg (Akkupack-Ebene), und ihre Reichweite beträgt typischerweise weniger als 250 km. Bestehende Natrium-Ionen-Batterien können diese Anforderungen weitgehend erfüllen, wie der IDTechEx-Bericht „Natrium-Ionen-Batterien 2024–2034: Technologie, Akteure, Märkte und Prognosen“ zeigt, der Zellen verschiedener Marktteilnehmer vergleicht.
In China ist kürzlich ein Wettlauf um den ersten Einsatz von Natriumionen-Batterien in Elektro-Kleinstwagen in Großserie entbrannt. Farasis, HiNa und CATL haben angekündigt, JMEV, Sehol und Chery mit Natriumionen-Batterien für deren Modelle der A00-Klasse zu beliefern. Hersteller von Elektrofahrzeugen der A00-Klasse achten sehr auf die Kosten, und Natriumionen-Batterien bieten hier gewisse Vorteile. Langfristig, sobald die Massenproduktion von Natriumionen-Batterien möglich ist, wird ein Preisvorteil von 20–30 % gegenüber Lithiumionen-Batterien erwartet.
Natriumionenbatterien weisen ähnliche Eigenschaften wie Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) auf, was auf potenzielle Anwendungen für langsam fahrende Mikro-Elektrofahrzeuge hindeutet. Quelle: IDTechEx
Obwohl sich LFP-Batterien seit 2015 verbessert haben, hat sich die Akku-Technologie noch deutlich weiterentwickelt. Der Akku des Sehol E10X ist luftgekühlt und verwendet zylindrische Zellen, was ihm eine Energiedichte von 120 Wh/kg verleiht. Gewichtsmäßig entspricht dies 96 % der Energiedichte von 125 Wh/kg des 54-kWh-LFP-Akkus im Standard-Tesla Model 3, der erstmals 2020 vorgestellt wurde. Vom Volumen her wäre dieser luftgekühlte Akku jedoch nicht konkurrenzfähig. Auch die prismatischen Zellen von HiNa mit ihrer volumetrischen Energiedichte von 263–283 Wh/L scheinen auf den ersten Blick kein praktikabler Ersatz für LFP-Zellen mit 380–450 Wh/L zu sein. Die Entwicklung von Cell-to-Pack (CTP)-Akkus hat sich jedoch in den wenigen Jahren seit ihrer ersten Diskussion im Jahr 2019 enorm verbessert.
CATL kündigte seine Natrium-Ionen-Batterien 2021 an und prognostizierte einen Integrationsgrad von über 80 %. Diese Akkus machen bereits Natrium-Ionen-Batterien der ersten Generation zu einem praktikablen Ersatz für ältere Fahrzeuggenerationen mit LFP-Akkus aus den frühen 2020er-Jahren. Auch hinsichtlich der Leistung wären Natrium-Batterien älteren Fahrzeugen mit LFP-Batterien überlegen. Sie lassen sich in 15 bis 20 Minuten von 10 % auf 80 % schnellladen und verlieren bei -20 °C nur 10 % ihrer Kapazität. Natrium-Ionen-Batterien können zudem vollständig entladen werden, ohne dass beim Wiederaufladen die Gefahr eines Totalausfalls besteht, wie es bei Lithium-Ionen-Batterien aufgrund der Kupferstromkollektoren in der Anode der Fall wäre.
CATL rechnet damit, seine Preußischblau-Kathodenbatterien in der Massenproduktion für nur 30 bis 45 US-Dollar pro kWh anbieten zu können. Grund dafür sind die geringeren Materialkosten der eisenbasierten Kathode und die Synthese ohne Hochtemperaturkalzinierung. Fortschrittlichere Schichtoxid-Kathodenzellen werden voraussichtlich in den kommenden Jahren, noch vor Ende des Jahrzehnts, Energiedichten von 200–220 Wh/kg und 400–500 Wh/l erreichen. Dadurch können Elektrofahrzeuge Reichweiten von über 500 km ohne Lithium erzielen. Dies wird den Batteriemarkt grundlegend verändern. Die Energiedichte von hoch-nickelhaltigen NMC-Kathoden ist jedoch 20–40 % höher als die aller bekannten kommerziell erhältlichen natriumbasierten Kathoden.
Das macht Natrium-Ionen-Batterien jedoch nicht überflüssig. Die Kosten sind wichtiger als die Energiedichte. Man sollte bedenken, dass es trotz der geringen Energiedichte von nur 35 Wh/kg auch heute noch eine Blei-Säure-Batterieindustrie mit einer Jahreskapazität von 400 GWh gibt. Natrium-Ionen-Batterien, die ausschließlich auf reichlich vorhandenen Materialien wie Natrium, Eisen, Mangan, Kohlenstoff, Aluminium usw. basieren, reichen selbst in ihrer derzeitigen, noch einfachen Form für Elektrofahrzeuge mit einer praktischen Reichweite von rund 300 km aus. Ohne kritische Ressourcenengpässe dürfte dies dazu beitragen, viele der geopolitischen Spannungen im Zusammenhang mit dem Zugang zu Batteriematerialien wie Lithium, Nickel, Kobalt und Graphit abzubauen. Der IDTechEx-Bericht „Natrium-Ionen-Batterien 2024–2034: Technologie, Akteure, Märkte und Prognosen“ beleuchtet diese aufstrebende Branche eingehend.
Autor: Shazan Siddiqi, Senior Technology Analyst bei IDTechEx
