Die Ankündigungen zur Massenproduktion von Natrium-Ionen-Akkus materialisieren sich in einem beispiellosen Großauftrag. Der chinesische Batterie-Gigant CATL hat mit dem Speicherintegrator HyperStrong einen Liefervertrag über satte 60 Gigawattstunden (GWh) Natrium-Ionen-Akkuzellen vom Typ „Naxtra“ geschlossen. Die Lieferung erstreckt sich über einen Zeitraum von drei Jahren und markiert für die Branche den endgültigen Sprung der Technologie aus dem Labor in die industrielle Praxis.
Die Auslieferung im großen Maßstab soll ab dem vierten Quartal 2026 anlaufen, nachdem CATL zuletzt entscheidende technische Hürden (wie Feuchtigkeitskontrolle und Zellausdehnung) in der Fertigung meistern konnte. Für HyperStrong, das bereits Netzspeicher im Umfang von über 40 GWh verbaut und weitere 200 GWh an herkömmlichen LFP-Zellen vertraglich gesichert hat, ist dieser Deal ein strategischer Meilenstein.
Perspektiven: Kostensenkung durch Massenskalierung
Die Ambitionen von CATL sind gewaltig. In die Forschung und Entwicklung der Technologie flossen laut Berichten umgerechnet bereits über eine Milliarde Euro. Langfristig rechnet das Unternehmen damit, dass Natrium-Ionen-Akkus 30 bis 40 Prozent der weltweiten Akkunachfrage decken werden.
CATL hat eine Vereinbarung zur Lieferung von Natrium-Ionen-Batterien mit dem chinesischen Energiespeicheranbieter HyperStrong getroffen. Der Vertrag umfasst ein Liefervolumen von 60 Gigawattstunden über einen Zeitraum von drei Jahren. Bild: Hyperstrong
Das stärkste Argument für den Technologiewechsel sind die Systemkosten: Während die Kosten der aktuellen Zellgeneration noch bei rund 47 Euro pro Kilowattstunde (kWh) liegen, sollen diese durch Skaleneffekte in der Massenproduktion auf 33 bis 38 Euro/kWh sinken. Laut Martin Ding, einem HyperStrong-Mitarbeiter in den USA, gaben vor allem die breite, krisensichere Verfügbarkeit von Rohstoffen und die damit verbundene langfristige Kostenstabilität den Ausschlag für den Megadeal.
Die Technik im Detail: Schichtoxide, Hartkohlenstoff und Alu
Aus technischer Sicht ist die genaue chemische Zusammensetzung der Zellen vom Typ Naxtra (Na steht für Natrium, Xtra für das englische Wort „extra“ noch ein wohlgehütetes Geheimnis, jedoch sind wichtige Architektureigenschaften bekannt. Auf der Kathodenseite kommt ein Schichtoxid zum Einsatz, das aller Voraussicht nach auf einem Eisen-Mangan-Oxid basiert. Um die Langzeitstabilität des Materials zu gewährleisten, mischt CATL dem Schichtoxid jedoch spezielle Zusätze bei, die ohne detaillierte röntgenspektrometrische Analysen nicht genau zu identifizieren sind.
Die genaue chemische Zusammensetzung der Natrium-Ionen-Zellen von CATL ist noch ein Geheimnis. Auf der Kathodenseite kommt aber wohl ein Schichtoxid zum Einsatz, das auf einem Eisen-Mangan-Oxid basiert. Bild: CATL
Eine Besonderheit der Zellarchitektur: CATL fertigt die Natrium-Zellen im exakt gleichen geometrischen Format wie seine bewährten LFP-Zellen, was die Systemintegration massiv erleichtert. Allerdings müssen auf der Anodenseite Kompromisse eingegangen werden. Statt Graphit und Kupfer nutzt die Natrium-Anode harten Kohlenstoff (Hard Carbon) und Aluminium. Aufgrund der geringeren physikalischen Dichte dieser Materialien fallen die Natrium-Zellen bei gleicher Kapazität etwas schwerer und voluminöser aus als ihre LFP-Pendants.
Mit einer Energiedichte von rund 160 Wh/kg bewegen sich die neuen Natrium-Ionen-Zellen derzeit noch auf dem Niveau, das LFP-Akkus vor etwa zehn Jahren boten. Genaue Kapazitätswerte pro Zelle hält CATL bisher noch unter Verschluss. Künftige Weiterentwicklungen müssen hier vor allem durch eine Steigerung der Energiedichte erfolgen, um den relativen Materialeinsatz zu reduzieren.
Robustheit als Trumpf: Kälteresistent und wartungsarm
Ihre etwas geringere Energiedichte machen die anspruchslosen Natrium-Zellen jedoch durch extreme physikalische Robustheit wieder wett – ein entscheidender Vorteil für große stationäre Stromspeicher. Die Batterien liefern selbst bei extremen Minusgraden von bis zu -50 Grad Celsius noch verlässlich Strom, völlig ohne den Einsatz externer Heizsysteme.
Zusätzlich zeigen sich im regulären Betrieb enorme Vorzüge für das Thermomanagement: Der geringere Innenwiderstand der Natrium-Zellen sorgt dafür, dass sich die Bauteile beim Laden und Entladen deutlich weniger erwärmen. Der Kühlbedarf sinkt massiv, was zusätzlich durch das vorteilhafte Verhältnis von höherer Masse und Oberfläche begünstigt wird. Unter dem Strich sinken die laufenden Systemkosten (BoS) im Vergleich zu herkömmlichen LFP-Speichern damit deutlich.
Das größte Nadelöhr der Natrium-Ionen-Technologie – die schlicht fehlende Produktionskapazität auf Gigawatt-Niveau – gehört mit dem 60-GWh-Auftrag von HyperStrong der Vergangenheit an. Für stationäre Großspeicher und Rechenzentren wird Natrium in den kommenden Jahren zu einer hochskalierbaren und vor allem ressourcenschonenden Alternative zu Lithium. Es bleibt spannend zu beobachten, wie rasant CATL die Zellchemie nun optimiert, um künftig auch den mobilen Sektor jenseits von Mikromobilität ins Visier zu nehmen.