Natrium-Ionen-Akkumulatoren

Natrium-Ionen-Akkumulatoren

(auch Na-Ion-Batterien) sind eine vielversprechende Speichertechnologie, die ab 2026 massiv in den Markt drängt. Sie gelten als nachhaltige, sichere und kostengünstige Alternative zu Lithium-Ionen-Akkus, besonders für stationäre Anwendungen und autarke Energiesysteme.

Siehe: Edison Batterie, Natrium-Ionen-Akkumulatoren, TEG Termo-elektrischer-Generator, Off-the-grid

Geschichte und Durchbruch

Die Forschung an Natrium-Ionen-Batterien begann bereits in den 1980er Jahren parallel zu Lithium-Ionen. Aufgrund der höheren Energiedichte von Lithium geriet Na-Ion lange in den Hintergrund. Erst mit steigenden Lithiumpreisen und Lieferengpässen gewann die Technologie wieder an Bedeutung. Der kommerzielle Durchbruch erfolgte 2025/2026 durch den chinesischen Hersteller CATL mit der Marke Naxtra, die als erste die strenge chinesische Sicherheitsnorm GB 38031-2025 („No Fire, No Explosion“) bestand. Seitdem skalieren Produktion und Anwendungen weltweit.

Vorteile für autarke Systeme

Natrium-Ionen-Akkus sind besonders interessant für Off-Grid- und Autarkie-Anwendungen:

• Hohe Zyklenfestigkeit: Bis zu 10.000+ Zyklen – ideal für tägliches Laden/Entladen in Solaranlagen.
• Extreme Temperaturbeständigkeit: Voll funktionsfähig bei −40 °C (wo Lithium stark einbricht).
• Sicherheit: Kein Risiko für thermisches Durchgehen oder Brände – perfekt für den Einsatz in Wohnräumen.
• Nachhaltigkeit: Natrium ist aus Kochsalz gewinnbar, keine Abhängigkeit von Lithium, Kobalt oder Nickel.
• Niedrige Selbstentladung: Nur 1–3 % pro Monat – gut für saisonale Speicher.
• Kostenvorteil: Deutlich günstiger in Produktion und Anschaffung.

Vergleich mit anderen Technologien

Technologie	Energiedichte (Wh/kg)	Zyklen (80 % Kap.)	Temperaturbereich	Sicherheit	Rohstoffverfügbarkeit	Typische Autark-Anwendung
Natrium-Ionen	165–200	5.000–10.000+	−40 bis +60 °C	Sehr hoch	Exzellent	Solar-Heimspeicher, Off-Grid
Lithium-Ionen (LFP)	150–250	4.000–8.000	−20 bis +45 °C	Gut (mit BMS)	Kritisch	Mobile & Premium-Speicher
Bleisäure	30–50	200–500	0 bis +40 °C	Mittel	Gut (giftig)	Veraltet, Billig-Backup
Nickel-Eisen (Edison)	20–50	10.000–20.000+	−40 bis +60 °C	Sehr hoch	Gut	Ewige stationäre Speicher

Aktuelle Produkte (Stand Januar 2026)

• Portable: Elecom DE-C55L-9000 – weltweit erste Natrium-Powerbank (9.000 mAh, 45 W PD, 5.000 Zyklen)
• Stationäre Speicher: Module von Salzstrom, Ective, Tewaycell und Natrium-akkus.eu (12 V / 48 V, ab 100 Ah)
• Einzelzellen: 18650-Format (1.300–1.500 mAh) über AliExpress/HAKADI oder spezialisierte Shops

DIY-Anleitung: Eigene Natrium-Ionen-Powerbank bauen

Natrium-Ionen-Zellen im 18650-Format eignen sich hervorragend für DIY-Projekte, da sie eine Nennspannung von ca. 3,2 V haben und direkt mit einfachen 5-V-Boost-Modulen kombiniert werden können. Hier eine einfache Anleitung für eine tragbare Powerbank mit ca. 10.000–15.000 mAh (je nach Anzahl der Zellen).

Benötigte Materialien

• 4–10 × Natrium-Ionen-18650-Zellen (z. B. HAKADI, 1.300–1.500 mAh pro Zelle)
• 1 × TP4056- oder vergleichbares Lademodul (mit einstellbarer Endladung auf max. 4,1 V – wichtig für Na-Ion!)
• 1 × 5-V-Boost-Converter-Modul (z. B. MT3608 oder fertiges Powerbank-Boost-Board mit 2–5 A Ausgang)
• 1 × BMS (Battery Management System) 1S (für Schutz vor Überladung/Tiefentladung, optional aber empfohlen)
• USB-C- oder Micro-USB-Eingang und USB-A/USB-C-Ausgangsbuchsen
• Nickelstreifen oder Lötzinn zum Verbinden der Zellen
• Gehäuse (3D-gedruckt, Alu-Box oder fertiges Powerbank-Gehäuse)
• Lötkolben, Schrumpfschlauch, Multimeter

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Zellen parallel schalten (1S-Konfiguration): Alle Pluspole miteinander verbinden, alle Minuspole miteinander. Dadurch bleibt die Spannung bei ca. 3,2 V, die Kapazität addiert sich (z. B. 8 Zellen à 1.500 mAh = 12.000 mAh).
2. BMS (falls verwendet) zwischen Zellen und Ausgang anschließen.
3. Lademodul an den Batteriepack anschließen (Achtung: Endladung auf 4,1 V einstellen – viele Na-Ion-Zellen vertragen keine höhere Spannung!).
4. Boost-Modul an den Pack anschließen: Eingang an Batterie, Ausgang auf stabile 5 V.
5. USB-Buchsen anladen und -ausgang an entsprechende Module löten.
6. Alles in ein Gehäuse einbauen, Kühlung beachten (bei hohen Strömen).
7. Mit Multimeter testen: Ladespannung, Ausgangsspannung, Kurzschluss-Schutz.

Sicherheitshinweise

• Natrium-Ionen sind zwar sehr sicher, aber Kurzschlüsse vermeiden.
• Nur Zellen gleicher Charge und Kapazität parallel schalten.
• Bei Unsicherheit mit fertigen BMS-Modulen arbeiten.
• Für größere Packs (z. B. 12 V Wohnmobil) Zellen in Serie schalten und entsprechendes 4S-BMS verwenden.

Vorteil gegenüber Lithium-DIY

Kein Brandrisiko, tiefere Entladung möglich, längere Lebensdauer – ideal für Experimente und autarke Projekte.

Zukunft

Ab 2026 starten europäische Produktionen (z. B. BMZ Group und Moll Batterien). Natrium-Ionen werden voraussichtlich große Teile des Bleisäure-Marktes (Starterbatterien, Backup) und stationäre Lithium-Anwendungen ersetzen. Für autarke Systeme bieten sie das beste Preis-Leistungs-Verhältnis bei Sicherheit und Langlebigkeit.

Weblinks

• CATL Naxtra (Herstellerseite)
• Salzstrom (Deutscher Anbieter stationärer Na-Ion-Speicher)

Quellen

Quelle: https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium-ion_battery (Datei: Sodium-ion_battery_(size_18650).jpg) – Lizenz: CC BY-SA 4.0