Was ist besser, Natrium- oder Lithiumbatterie? Detaillierte Erklärung der Unterschiede und Vorteile von Natriumbatterien und Lithiumbatterien

Natriumbatterien sind Batterien, die Natriumionen als Ladungsträger verwenden. Das Laden und Entladen einer solchen Batterie erfolgt durch Einsetzen und Trennen von Natriumionen, die zwischen Anode und Kathode auftreten. Das Funktionsprinzip von Natriumbatterien ist im Wesentlichen dasselbe wie das von Lithiumbatterien, jedoch ist der Ionenladungsträger unterschiedlich – Natriumionen und Lithiumionen.

Es gibt zwei Arten von Batterien, die als Natrium- und Lithiumbatterien bezeichnet werden können. Beide gelten als wiederaufladbare Batterien. Es gibt jedoch bestimmte Unterschiede und Vorteile zwischen den beiden:

Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung

Natrium kommt in der Natur vergleichsweise häufiger vor und ist preiswert, während Lithium leider nur in begrenzten Mengen verfügbar ist und der Preis in die Höhe schießt.

Unterschiedliche Zusammensetzungen in der Batterie selbst

Natriumbatterien haben als Kathodenmaterial Natriumkristalle, Lithium verwendet jedoch Verbindungen, deren Hauptelement Lithium ist. Die chemische Zusammensetzung von Natrium wird durch Natriumverbindungen bestimmt und bietet daher bei breiter Verwendung bessere Aussichten.

Energiedichteunterschied

Elektrochemisch gesehen ist die Energiedichte von Natriumbatterien etwa eine Größenordnung geringer als die von Lithiumbatterien. Das bedeutet, dass Größe und Gewicht bei gleicher Ladekapazität günstiger wären als bei Natriumbatterien. Allerdings sollte sich auch die Energie positiv entwickeln, und so könnte sich die Erwartung erfüllen, dass Natriumbatterien Lithium in Zukunft ersetzen werden.

Umweltschutz Natriumbatterien sind wesentlich umweltfreundlicher als Lithiumbatterien, da sie mehr und daher eine größere Menge an Ressourcen verbrauchen. Da außerdem die meisten in Natriumbatterien verwendeten chemischen Bestandteile harmlos und recycelbar sind, ist der entstehende Abfall auch weniger giftig für die Natur. Sicherheit Andrew und Little (2019) sagen, dass der Elektrolyt von Natriumbatterien sehr leicht brennbar und ätzend sein kann, was bedeutet, dass bei Design und Herstellungsprozessen höhere Sicherheitsstandards eingehalten werden müssen. Lithiumbatterien hingegen gelten als stabiler, haben aber Sicherheitsprobleme wie Hitze, Kurzschlüsse und Platzen. Die Anwendungsszenarien sind unterschiedlich. Es gibt einen Grund, warum diese Batterien in vielen Fällen eingesetzt werden: Ihre Energiedichte ist bei Natriumbatterien gering, weshalb sie sich am besten für Fälle eignen, in denen keine Anforderungen an Dicke oder Gewicht gestellt werden, wie z. B. bei der Speicherung von Energiesystemen, Industriefahrzeugen und anderen. Lithiumbatterien eignen sich besser für Anwendungen, die leicht, hocheffizient und leistungsstark sind, wie z. B. Elektrofahrzeuge und Mobilgeräte. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Verwendung von Natrium- oder Lithiumbatterien sowohl Vor- als auch Nachteile hat. Es gibt also keine eindeutige Antwort darauf, welche besser ist. Dies hängt von der Anwendungssituation und den tatsächlichen Anforderungen ab. Da die Natriumbatterietechnologie immer weiter fortschreitet, ist es möglich, dass sie in den kommenden Tagen ein viel stärkerer Konkurrent für erneuerbare Energiealternativen sein wird.