Massenproduktion von CATL Natrium-Ionen-Batterien.

Geladen Batteriepodcast.

CATL Super Tech Day: Präsentation von drei Elektroauto-Batterie-Neuheiten. 
Naxtra ist eine davon. Die weltweit erste in Massenproduktion hergestellte Natrium-Ionen-Batterie für die E-Mobilität.

Forschung und Herausforderungen bei der Entwicklung von Natrium-Ionen-Batterien.

CATL war der erste grosse Batterieproduzent, der im Juli 2021 eine Natrium-Ionen-Batterie für den Einsatz in Elektroautos auf den Markt gebracht hat. Diese erste Generation erreichte eine Energiedichte von 160 Wh/kg. Zu diesem Zeitpunkt blieben die Energiedichte und Leistungsdaten von Natrium-Akkus im Allgemeinen noch hinter Lithium-Ionen-Batterien zurück. Ouyang Chuying, Co-Präsident für Forschung und Entwicklung bei CATL, erklärte, dass das Unternehmen mit der Naxtra-Batterie nun das umgesetzt hat, was es vor 2-3 Jahren angekündigt hatte. Dies deutet auf einen geplanten Entwicklungsfahrplan hin.

Die Entwicklung konzentrierte sich darauf, die bisherigen Grenzen der Natrium-Ionen-Technologie zu durchbrechen und Schwachstellen zu verbessern. Die Energiedichte wurde von 160 Wh/kg (erste Generation) auf 175 Wh/kg bei der Naxtra-Pkw-Batterie gesteigert. CATL gibt an, dies sei die weltweit höchste gravimetrische Energiedichte für eine Natrium-Ionen-Batterie und vergleichbar mit dem Stand der Technik bei Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP).

Ein signifikanter Entwicklungsfokus lag auf der Robustheit bei niedrigen Temperaturen. Die Naxtra-Batterie wurde entwickelt, um selbst bei extremer Kälte von -40°C noch 90 Prozent ihrer nutzbaren Leistung zu erbringen und selbst bei niedrigem Ladezustand keine nennenswerte Leistungsabfall aufzuweisen. Dies ist eine wichtige Verbesserung gegenüber LFP-Akkus, deren Leistung unter Kälte stark leidet. Die Sicherheit wurde durch das Design aller Bestandteile, einschliesslich des Elektrolyts, auf Unbrennbarkeit verbessert. CATL spricht von einem Durchbruch von "passiver Sicherheit" zu "intrinsischer Sicherheit". Tests mit Kompression, Nadeldurchdringung, Bohrmaschine und Sägen zeigten keine Brand- oder Explosionsgefahr. Die Technologie wurde entwickelt, um 5C Schnellladen zu unterstützen, was theoretisch ein vollständiges Aufladen in 12 Minuten ermöglicht. Praktische Ladezeiten von 30 auf 80 Prozent sollen etwa 10 Minuten betragen. Die Pkw-Variante soll eine Lebensdauer von mehr als 10.000 Zyklen erreichen. 

Eine der Hauptschwierigkeiten bei Natrium-Ionen-Batterien war historisch gesehen ihre geringere Energiedichte im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien. Daniel Messling vom Geladen-Podcast nennt dies ein "sehr grosses Problem". Die erste Generation der Natrium-Ionen-Batterie von CATL, die im Juli 2021 vorgestellt wurde, erreichte eine Energiedichte von 160 Wh/kg. Dies reichte aus, um die Technologie "zum Laufen zu bringen" und mit LFP zu konkurrieren, lag aber hinter den Werten von Lithium-Ionen-Batterien. Neben der Energiedichte blieben auch die allgemeinen Leistungsdaten früherer Natrium-Akkus hinter den Erwartungen zurück wie Lade-/Entladeraten, Stabilität über Zyklen unter Last und weitere.

Auch bei sehr niedrigem Ladezustand (z.B. 10 Prozent) soll bei -40°C kein nennenswerter Leistungsabfall verzeichnet werden. Die 24V Hochleistungs-Batterie für Lkw soll ebenfalls einen Start bei -40°C ermöglichen. CATL behauptet sogar, dass die Batterie bei -30°C in 30 Minuten von 30 auf 80% aufgeladen werden kann und 90% der nutzbaren Kapazität erhalten bleiben. Zudem soll die Batterie eine Fahrgeschwindigkeit von 120 km/h aufrechterhalten können, selbst wenn auf dem Armaturenbrett 0% Ladung angezeigt wird. Diese Kälteunempfindlichkeit wird als wichtiger Vorteil gegenüber LFP-Batterien hervorgehoben. Die breite Betriebstemperatur von -40°C bis +70°C deutet darauf hin, dass ein Akkupaket ohne aktive Kühlung oder Heizung auskommen könnte, was Kosten und Komplexität reduziert. Die Pkw-Variante der Naxtra-Batterie soll eine Lebensdauer von mehr als 10.000 Zyklen aufweisen. Dies übertrifft die Zyklenzahlen, die klassische Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Batterien (mindestens 1.000 Zyklen) oder LFP-Akkus (3.000 bis 5.000 Zyklen) schaffen. Die 24V Lkw-Batterie soll eine Lebensdauer von mehr als 8 Jahren bieten. 

Lieferkette und Kostenvorteile.

Obwohl Natrium als Rohstoff sehr günstig und praktisch unbegrenzt verfügbar ist, hängt der tatsächliche Kostenvorteil der Natrium-Ionen-Batterien gegenüber Lithium-Ionen-Batterien von der weiteren Entwicklung der Technologie und der Lieferkette ab. Die Etablierung effizienter Produktionsprozesse und die Sicherung der gesamten Lieferkette stellten eine Herausforderung dar, um die theoretischen Kostenvorteile in der Praxis umzusetzen. Mit der Entwicklung der Naxtra-Batterie hat CATL laut den Quellen bedeutende Fortschritte erzielt, um diese Herausforderungen zu meistern. Die Leistungsdaten wurden massiv verbessert, insbesondere in Bezug auf die Kältebeständigkeit, die Ladezeit (5C Schnellladen) und die Lebensdauer (mehr als 10.000 Zyklen), was sie wettbewerbsfähig macht. Die Robustheit bei niedrigen Temperaturen (-40°C) und die Sicherheit ("intrinsische Sicherheit") sind spezifische Bereiche, in denen die Naxtra-Batterie Stärken zeigt, die frühere Technologien oder Konkurrenten (wie LFP bei Kälte) nicht in diesem Masse aufwiesen. Die zentralen Herausforderungen, mit denen sich CATL bei der Entwicklung ihrer Natrium-Ionen-Batterien konfrontiert sah, die Begrenzung der Energiedichte und allgemeine Leistungsdefizite früherer Natrium-Technologien wurden gelöst. Die Entwicklung der Naxtra-Generation war eine gezielte Anstrengung, diese durch Steigerung der Energiedichte, Verbesserung der Leistungsdaten (insbesondere Kälteverhalten und Ladezeit) und Etablierung der Massenproduktion zu überwinden und damit die Natrium-Ionen-Technologie als kostengünstige und leistungsfähige Alternative zu positionieren.

Herstellung der Natrium-Ionen-Batterien von CATL und Massenproduktion.

CATL hat die Naxtra-Batterie als serienreif vorgestellt und kündigt die Massenproduktion an. Die Massenproduktion der Naxtra-Batterie wurde angekündigt, beginnend im Dezember dieses Jahres (für die Pkw-Variante) und im Juni 2025 (für die 24V Lkw-Batterie). Dies deutet darauf hin, dass CATL glaubt, die Herausforderungen bei der Skalierung der Produktion und der Etablierung der Lieferkette für eine kostengünstige Fertigung gemeistert zu haben oder kurz davorsteht.

Die Verwendung häufig vorkommender, ungiftiger und kostengünstiger Rohstoffe wird als Quantensprung für die Herstellung gesehen, insbesondere für Anwendungen, die grosse Materialmengen erfordern, wie etwa Stationärspeicher. Obwohl nicht spezifisch für CATL genannt, wird die Anpassung der Produktionsprozesse eine Herausforderung sein, bevor die Technologie kommerziell verfügbar wird. Es ist davon auszugehen, dass auch CATL seine bestehenden Produktionsanlagen an die neue Zellchemie anpassen musste oder wird.

Technische Daten.

Allgemeine technische Daten der Naxtra-Batterien (Pkw & Lkw).

• Materialbasis: Verwendet wird Natrium anstelle von Lithium. Natrium kann einfach aus Kochsalz gewonnen werden, ist günstig und praktisch unbegrenzt verfügbar
• Temperaturbereich: Einsetzbar im gesamten Temperaturbereich von -40°C bis +70°C. Dies könnte bedeuten, dass kein aktives Kühl- oder Heizsystem im Akkupaket benötigt wird.
• Sicherheit: Die neue Batterie bietet hohe Sicherheit, von CATL als Durchbruch von "passiver Sicherheit" zu "intrinsischer Sicherheit" beschrieben. Alle Bestandteile, einschliesslich des Elektrolyts, sollen auf Unbrennbarkeit ausgelegt sein. Übersteht Tests wie mehrseitige Kompression, Nadeldurchdringung, Durchdringung mit einer elektrischen Bohrmaschine und Sägen ohne Feuer- oder Explosionsgefahr. Kommt bereits auf Materialebene ohne einige brandfördernde Stoffe aus.
• Kosten: Natrium-Ionen-Batterien sollen entsprechend günstiger und nachhaltiger sein als Lithium-Ionen-Batterien. Die Materialbasis durch Natrium ist jedenfalls kostengünstiger.

Technische Daten der Naxtra-Pkw-Batterie.

• Energiedichte (gravimetrisch): Erreicht 175 Wh/kg.
• Leistung bei Kälte: Bei Temperaturen von -40°C soll sie noch 90 Prozent ihrer nutzbaren Leistung erbringen.
• Schnellladen: Unterstützt Spitzenladeraten von 5C.
• Reichweite: Kann in reinen Elektrofahrzeugen eine Reichweite von bis zu 500 Kilometern ermöglichen. In Hybridautos eine Reichweite von circa 200 Kilometern.
• Lebensdauer: Soll eine Lebensdauer von mehr als 10.000 Zyklen aufweisen
• Robustheit: Robust gegenüber mechanischer und elektrischer Beanspruchung.
• Verfügbarkeit: Die Massenproduktion soll laut Unternehmensangaben bereits im Dezember 2025 beginnen.

Technische Daten der Naxtra-24V-Hochleistungs-Batterie (für Lkw mit Hybridantrieb).

• Anwendung: Integrierte Start-Stopp-Batterie für schwere Lkw und Nutzfahrzeuge.
• Leistung bei Kälte: Ermöglicht einen Start bei -40°C.
• Lebensdauer: Bietet eine Lebensdauer von mehr als 8 Jahren.
• Kosten: Soll eine Senkung der Gesamtlebenszykluskosten von 61% im Vergleich zu herkömmlichen Bleisäurebatterien bieten.
• Robustheit: Unterstützt Tiefentladung mit voller Kapazität.
• Verfügbarkeit: Die Massenproduktion soll laut Unternehmensangaben bereits im Juni 2025 beginnen.

Zusätzlich plant CATL, die Naxtra-Natrium-Ionen-Batterie auch in Kombination mit einer LFP-Batterie anzubieten.

Anwendungen und künftige Märkte für Natrium-Ionen-Batterien.

Elektrofahrzeuge.

Die Naxtra-Batterie ist für den Einsatz in Elektro-Pkw konzipiert und soll Reichweiten von über 500 km in reinen Elektrofahrzeugen ermöglichen. Sie wird als Technologie gesehen, die E-Auto-Batterien für das Einstiegssegment günstiger und wintertauglicher machen kann. Aufgrund der hohen Ladeleistung könnte sie auch den Einsatz kleinerer Batteriekapazitäten ermöglichen, was die Fahrzeugpreise senken könnte.

Hybridautos.

Die Naxtra-Batterie kann auch in Hybridautos eingesetzt werden und soll dort eine elektrische Reichweite von circa 200 Kilometern bieten.

Einstiegssegment bei E-Autos.

Der Naxtra-Akku könnte besonders für E-Auto-Batterien im Einstiegssegment relevant sein, da er voraussichtlich günstiger ist und gleichzeitig gute Ladeleistungen und Wintertauglichkeit bietet. Durch kleinere, aber schnellladefähige Akkus könnten die Preise für E-Autos sinken.

Leichte Elektrofahrzeuge.

Die Massenproduktion im Dezember 2025 zielt darauf ab, in China leichte Elektrofahrzeuge anzutreiben.

Nutzfahrzeuge.

Es gibt eine spezielle Naxtra-24V-Hochleistungsbatterie für Lkw mit Hybridantrieb. Diese integrierte Start-Stopp-Batterie für schwere Lkw hat eine Lebensdauer von mehr als 8 Jahren und soll die Gesamtlebenszykluskosten im Vergleich zu herkömmlichen Bleisäurebatterien um 61% senken. Sie unterstützt Tiefentladung und Start bei -40°C. Dies greift direkt den Bleisäuremarkt an.

Stationäre Energiespeicher.

Professor Max Fichtner sieht angesichts der Eigenschaften grosses Potenzial für den Einsatz in Stationärspeichern, wo häufig vorkommende, ungiftige und kostengünstige Rohstoffe wichtig sind. Er nennt dies einen "Quantensprung" für diesen Bereich. Hier sind die grossen Materialmengen entscheidend, weshalb der Einsatz von häufig vorkommenden, ungiftigen und kostengünstigen Rohstoffen wie Natrium besonders vorteilhaft ist. Stationäre Energiespeichersysteme könnten in Bereichen wie Datenzentren und erneuerbaren Energiesystemen eingesetzt werden.

Kombinationen.

CATL plant, die Natrium-Ionen-Batterie auch in Kombination mit einer LFP-Batterie anzubieten. Dies ist Teil der Freevoy Dual-Power-Batterie, die Naxtra mit LFP verbindet, um optimale Kälteleistung und hohe Reichweite zu bieten.

Breitere Transport- und Industrieanwendungen (im Rahmen des Dual-Power-Prinzips).

Obwohl nicht ausschliesslich auf Naxtra beschränkt, plant CATL das Dual-Power-Prinzip, das auch die Natrium-LFP-Kombination umfasst, nicht nur für Pkw anzubieten, sondern auch für Lkw, Busse, Flugzeuge, Schiffe sowie industrielle Anwendungen.

Ersatz Bleisäurebatterien.

Diese Batterie ist als integrierte Start-Stopp-Batterie konzipiert und soll die herkömmlichen Bleisäurebatterien ersetzen. Sie bietet eine Lebensdauer von mehr als 8 Jahren und soll die Gesamtkosten über den Lebenszyklus im Vergleich zu Bleisäurebatterien um 61% senken. CATL sieht dies als Angriff auf den riesigen Markt für Bleisäurebatterien.

Spezifische Anwendungsbereiche basierend auf Stärken.

Anwendungen in kalten Regionen.

Eine herausragende Eigenschaft der Naxtra-Batterie ist ihre extreme Kälteunempfindlichkeit. Sie soll im gesamten Temperaturbereich von -40°C bis +70°C einsetzbar sein. Selbst bei -40°C soll sie noch 90 Prozent ihrer nutzbaren Leistung erbringen können. Dies macht sie besonders attraktiv für den Einsatz in Regionen mit häufig niedrigen Temperaturen, wo sie ein wichtiges Verkaufsargument sein könnte. Bei -30°C kann die 24V Lkw-Batterie in 30 Minuten von 30 auf 80% geladen werden und behält dabei 90% der nutzbaren Kapazität.

Anwendungen, die hohe Sicherheit erfordern.

Die Naxtra-Technologie soll eine sehr hohe intrinsische Sicherheit bieten, da alle Bestandteile auf Unbrennbarkeit ausgelegt sein sollen und bereits auf Materialebene ohne brandfördernde Stoffe auskommen. Sie übersteht diverse Sicherheitstests ohne Brand- oder Explosionsgefahr.

Kombination mit LFP-Batterien und breitere Anwendungen (Dual-Power).

Natrium-LFP Dual-Power-Batterie: CATL plant auch, die Naxtra-Natrium-Ionen-Batterie in Kombination mit einer LFP-Batterie anzubieten. Diese Kombination, genannt Natrium-LFP Dual-Power-Batterie, soll die Vorteile beider Technologien vereinen und optimale Performance bei Kälte plus hohe Reichweite bieten.

Welches sind die Käufer der Natrium-Ionen-Batterien von CATL?

CATL, der globale Schwergewichtler unter den Batterieherstellern, hat mit der Einführung seiner "Naxtra" Natrium-Ionen-Batterie eine neue Ära in der Energiespeicherung angekündigt. Wer wird die Naxtra-Batterien von CATL kaufen? Ein Blick auf die Zielmärkte der neuen Natrium-Technologie.

Fahrzeughersteller (Automobilindustrie und Nutzfahrzeuge).

Dies ist das zentrale Anwendungsgebiet, das in den Quellen am prominentesten erwähnt wird. CATL hat speziell zwei Hauptproduktlinien für diesen Sektor vorgestellt. Die Naxtra-Batterie für Elektro-Pkw: Diese Batterie zielt auf den Einsatz in reinen Elektrofahrzeugen ab, wo sie Reichweiten von bis zu 500 Kilometern ermöglichen soll. Sie ist auch für Hybridautos vorgesehen und bietet dort eine elektrische Reichweite von circa 200 Kilometern. Naxtra-24V-Hochleistungs-Batterie für Lkw mit Hybridantrieb: Dies ist eine integrierte 24V Start-Stopp-Batterie, die für den Einsatz in schweren Lkw und Nutzfahrzeugen konzipiert ist.

Hersteller von Fahrzeugen im Einstiegssegment und leichten Elektrofahrzeugen.

Die Naxtra-Batterie wird voraussichtlich kostengünstiger sein als Lithium-Ionen-Batterien. Dies macht sie besonders attraktiv für Hersteller, die preiswertere Elektroautos auf den Markt bringen wollen. Durch die Kombination niedriger Kosten mit guter Ladeleistung und Kältetauglichkeit könnte Naxtra den Einsatz kleinerer Batteriekapazitäten in diesen Fahrzeugen ermöglichen und so die Gesamtpreise für E-Autos senken. CATL hat angekündigt, dass die Massenproduktion der Naxtra-Batterie ab Dezember 2025 zunächst darauf abzielt, leichte Elektrofahrzeuge in China anzutreiben.

Hersteller und Betreiber von Nutzfahrzeugen (insbesondere schwere Lkw, die Bleisäurebatterien nutzen).

Die spezielle Naxtra-24V-Batterie ist darauf ausgelegt, herkömmliche Bleisäurebatterien in schweren Lkw zu ersetzen. Dieser Markt für Starterbatterien in Nutzfahrzeugen ist riesig. Die Naxtra-24V-Batterie bietet deutliche Vorteile wie eine Lebensdauer von über 8 Jahren, Startfähigkeit bei extremen Temperaturen (-40°C) und nach langer Inaktivität, sowie eine Senkung der Gesamtlebenszykluskosten um 61% im Vergleich zu Bleisäurebatterien. Unternehmen, die Flotten von schweren Lkw betreiben oder herstellen, sind daher eine klare Zielgruppe. Die Massenproduktion dieser 24V-Batterie soll sogar schon im Juni 2025 beginnen.

Unternehmen und Betreiber in Regionen mit extremen Temperaturen.

Eine besondere Stärke der Naxtra-Batterie ist ihre ausgeprägte Kälteunempfindlichkeit. Sie soll im Bereich von -40°C bis +70°C einsetzbar sein. Selbst bei -40°C soll sie noch 90 Prozent ihrer nutzbaren Leistung erbringen und bei -30°C in 30 Minuten von 30 auf 80% geladen werden können. Diese Eigenschaft macht sie zu einem wichtigen Verkaufsargument in Regionen, in denen Fahrer von Elektroautos häufig mit Leistungseinbussen und reduzierter Reichweite bei Kälte konfrontiert sind. Fahrzeughersteller, die Modelle für solche Märkte entwickeln, könnten Naxtra als attraktive Lösung sehen.

Hersteller von Stationärspeichern und Betreiber von Infrastruktur für erneuerbare Energien und Datenzentren.

Obwohl der Fokus von CATL zunächst auf Fahrzeugen liegt, sehen Experten wie Professor Max Fichtner ein potenziell noch grösseres Anwendungsfeld für Natrium-Ionen-Batterien in Stationärspeichern. Der Grund dafür ist die häufige Verfügbarkeit, Ungiftigkeit und Kostengünstigkeit von Natrium, was bei den grossen Materialmengen, die für Stationärspeicher benötigt werden, entscheidend ist. Die Natrium-Ionen-Batterie wird hier als "Quantensprung" betrachtet. Stationäre Energiespeicher werden in Bereichen wie Datenzentren und erneuerbaren Energiesystemen benötigt.

Anwender des CATL Dual-Power-Prinzips.

CATL plant, seine Natrium-Ionen-Batterie auch in Kombination mit LFP-Batterien anzubieten (Natrium-LFP Dual-Power-Batterie). Dieses Dual-Power-Prinzip soll nicht nur für Pkw, sondern auch für Lkw, Busse, Flugzeuge, Schiffe sowie industrielle Anwendungen verfügbar gemacht werden. Dies deutet darauf hin, dass auch Hersteller und Betreiber in diesen Sektoren zu potenziellen Käufern der Naxtra-Technologie (oft in Kombination) werden könnten.

Hauptkäufer und Anwendungsbereiche.

Während CATL derzeit keine Liste spezifischer Unternehmenskunden für Naxtra veröffentlicht hat, deuten die Produktpräsentationen und die genannten Anwendungen darauf hin, dass die Hauptkäufer aus folgenden Bereichen kommen werden:

• Globale Automobilhersteller, insbesondere für das Einstiegssegment und Elektroautos für kältere Regionen.
• Hersteller von leichten Elektrofahrzeugen, zunächst stark im chinesischen Markt.
• Hersteller und Betreiber von schweren Lkw und Nutzfahrzeugen, die eine langlebige und leistungsfähige Alternative zu Bleisäurebatterien suchen.
• Entwickler und Betreiber von grossen stationären Energiespeichersystemen.
• Potenziell auch Hersteller und Betreiber in den Bereichen Busse, Flugzeuge, Schiffe und diverse industrielle Anwendungen, insbesondere im Rahmen des Dual-Power-Angebots.

CATLs breites bestehendes Kundennetzwerk, das bereits über 18 Millionen Autos weltweit mit Batterien versorgt, bietet eine starke Basis für die Einführung der Naxtra-Technologie in einer Vielzahl von Fahrzeugmodellen und Märkten. Der Vorstoss von CATL, dem grössten Batteriehersteller der Welt, wird als Wegbereiter für die allgemeine Einführung dieser Technologie gesehen.

Disclaimer / Abgrenzung

Stromzeit.ch übernimmt keine Garantie und Haftung für die Richtigkeit und Vollständigkeit der in diesem Bericht enthaltenen Texte, Massangaben und Aussagen.

Mit herzlichem Dank an "Geladen Batteriepodcast" für Video und Screenshot daraus.

© Copyright "Geladen Batteriepodcast".

Geladen Batteriepodcast.