Natrium-Ionenbatterien

Natrium-Ionenbatterien sind Akkus, die eine ähnliche Technik verwenden wie Lithium-Eisenphosphatbatterien, aber einige Vorteile aufweisen: Natrium ist einfach und in grossen Mengen verfügbar, was Preis- und Umweltvorteile gegenüber Lithium bedeutet. Die Zellen sind genauso eigensicher wie LFP, brennen also nicht auf, und auch vergleichbar hochstromfähig und zyklenfest. Darüber hinaus sind sie leistungsfähiger bei sehr tiefen Temperaturen und können vollständig entladen werden, ohne Schaden zu nehmen.
Sind die Tage von LFP also gezählt? Vermutlich nicht, denn die Zellspannung steigt bei Natrium stark mit dem Ladezustand. Man kennt dies von Bleibatterien, bei Natrium ist es jedoch noch deutlich ausgeprägter.

Bei der Verwendung als Aufbaubatterie ist das ein erheblicher Nachteil, da die Ladetechnik auf rund 14,4 V ausgerichtet ist, und bei rund 10,5 V eine Unterspannungsabschaltung erfolgt. Diese könnte man natürlich aushebeln, aber die üblichen "12 V"-Verbraucher sind auch auf diesen Spannungsbereich ausgelegt, sodass nur dieser sinnvoll genutzt werden kann. Die grosse Stärke von LFP ist die weitgehend konstante Spannung über einen weiten Bereich, wodurch die Kapazität ausgereizt werden kann. Wenn man eine entsprechende Natriumbatterie mit vier Zellen (4s) als Ersatz für eine Bleibatterie verbaut, wird diese nicht vollgeladen, und die Unterspannungsabschaltung setzt bei erheblicher Restladung ein. Dies führt dazu, dass nur 60% der Kapazität nutzbar ist.
Dies ist ein klarer Nachteil, aber dafür kommt die Batterie mit Spannungen von 0 bis 16 V problemlos klar. Man braucht sich also um Überspannungen oder Tiefentladung keine Gedanken machen. Wenn man die Kapazität nicht nutzen möchte, sondern die Hochstromfähigkeit, sind Natriumzellen klar im Vorteil. Aus meiner Sicht also ein optimaler Ersatz für Starterbatterien.
Ob das auch in der Praxis so ist, muss das Leben zeigen. Ich habe für die Saison 2025 die schwächelnden LFP-Pouchbags meiner Starterbatterie durch ein 30 Ah-Natrium-Ionen-Paket ersetzt, welches ich aus zwölf 10 Ah-Zellen zusammengeschnürt habe. Da die Zellen in gleichen Bauformen kommen wie LFP, gelten auch alle Hinweise zum Eigenbau 1:1. Mein Paket verwendet Abstandshalter aus Hartschaumplatten, 1 mm-Kupferblech, Noalox, einen Aktivbalancer und Anschlusskabel aus der Grabbelkiste.
Dieses Paket habe ich statt der originalen Pouch-Zellen in meine LFP-Starterbatterie eingebaut, wobei ich die später nachgerüsteten 15 Ah-Hochstromzellen beibehalten habe. Die Batterie ist damit ein LFP-Na-Hybrid mit rund 33 Ah, wiegt 6,4 kg und liefert laut Testgerät einen Startstrom von über 800 A. Wenn man die Pakete einzeln misst, kommt der Startstrom zu drei Vierteln aus den Na-Zellen und nur zu einem Viertel von den LFP-Dingern. Wenn ich sie nicht zufällig schon hätte, würde ich das heute auf keine Fall so bauen, sondern ausschliesslich auf Na-Zellen setzen. In das Standard-Batteriegehäuse würde genau die doppelte Menge an Zellen hineinpassen.
Titelbild: Im Selketal