Die Lithium-Ionen-Batterie ist das Herz der modernen Welt. Sie versorgt acht Milliarden Mobiltelefone, Hunderte Millionen Laptops sowie eine stetig wachsende Flotte von Elektroautos und stationären Energiespeichern mit Strom. Doch jetzt drängt ein Herausforderer auf den Markt: Batterien auf Natriumbasis versprechen günstiger, sicherer und deutlich umweltfreundlicher zu sein als Lithium-Ionen-Zellen. Das Jahr 2026 könnte den Beginn des Natrium-Zeitalters markieren.

Anfang Mai 2026 kündigte das chinesische Unternehmen CATL – der weltweit größte Batteriehersteller mit Sitz in Ningde – an, noch vor Ende des Jahres mit der Massenproduktion von Natrium-Ionen-Batterien zu beginnen. Der Konzern hat nach eigenen Angaben bereits Verträge mit einem Autohersteller und einem Anbieter von Energiespeicherstationen für Stromnetze abgeschlossen.

Natrium-Ionen-Batterien wurden erstmals in den 1980er-Jahren entwickelt, etwa zeitgleich mit Lithium-Ionen-Batterien. Die frühen Prototypen hatten jedoch einige gravierende Nachteile: Sie speicherten weniger Energie und waren nicht so langlebig, weil ihre Wiederaufladbarkeit vergleichsweise schnell nachließ. Jahrzehntelang konzentrierte sich die Forschung daher auf die Lithium-Ionen-Technologie. In den vergangenen Jahren hat das Interesse an Natrium-Ionen-Batterien jedoch stark zugenommen. Chinesische Firmen haben bereits Motorräder und Kleinwagen mit Natriumbatterien auf den Markt gebracht und entsprechende Produktionsanlagen errichtet. Die von CATL angekündigte Massenfertigung der Batteriezellen dürfte die Verbreitung der Technologie erheblich beschleunigen. Auch der in Shenzhen ansässige Konzern BYD, gemessen an den weltweiten Verkaufszahlen der aktuell größte Hersteller von Elektroautos, investiert Analysten zufolge massiv in Natrium-Ionen-Batterien.

Viele Beobachter überrascht vor allem, wie schnell es den Unternehmen gelungen sein soll, die Schwächen der Natrium-Ionen-Technologie zu überwinden. Auke Hoekstra etwa, Energieanalyst an der Technischen Universität Eindhoven in den Niederlanden, zeigt sich beeindruckt vom Tempo der Fortschritte: »Ich hätte offen gestanden nicht erwartet, dass es so schnell geht – und ich gelte normalerweise als Optimist.«

Hoekstra ist bekannt für seine Prognosen zur Entwicklung erneuerbarer Energien, die sich häufig als zutreffend erwiesen haben. Nun setzt er große Hoffnungen in Natrium-Ionen-Batterien. Während andere Fachleute noch unsicher sind, wie stark die Technologie mit Lithium-Ionen-Systemen konkurrieren kann, sieht er darin eine Innovation, die die Batteriekosten weiter sinken lässt und so die Elektrifizierung der Weltwirtschaft beschleunigen kann. »Für die Zukunft der Energieversorgung wäre das ein echter Wendepunkt«, sagt er.

Preisrutsch bei Batterien

Die Erwartung, dass die Natrium-Ionen-Technologie die Batteriekosten senken wird, beruht vor allem darauf, dass die Rohstoffe günstiger und reichlicher vorhanden sind als die von Lithium-Ionen-Batterien.

Seit 2010 sind die Preise für Batteriezellen bereits um mehr als 90 Prozent gefallen (siehe »Preise für Lithium-Ionen-Batterien fallen«). Dieser Rückgang ist vor allem auf effizientere industrielle Fertigungsprozesse sowie auf stark gestiegene Produktionsmengen zurückzuführen. Dadurch machen die Rohstoffe heute einen größeren Anteil an den Gesamtkosten einer Batteriezelle aus als noch vor einigen Jahren.

Für eine Lithium-Ionen-Batterie wird nicht nur das namensgebende Lithium gebraucht. Dieses wird gewöhnlich als positiv geladenes Ion in einer Elektrode aus Graphit und Kupfer gespeichert, der Anode. Hinzu kommen die Bestandteile der anderen Elektrode, der Kathode, die beim Entladen Lithiumionen aufnimmt.

Um die Energiedichte zu erhöhen, haben Materialwissenschaftler und Ingenieure Batteriezellen entwickelt, deren Kathoden die Schwermetalle Nickel, Mangan und Kobalt (NMC) enthalten. Diese bilden sogenannte Schichtoxide, mikroskopisch kleine Kristalle, in denen Lithium gespeichert werden kann. Weil sich Lithiumionen in diesen Kristallstrukturen besonders dicht und stabil einlagern lassen, erreichen kommerzielle NMC-Zellen heute Rekordwerte von mehr als 300 Wattstunden pro Kilogramm. Damit können einige Elektrofahrzeuge der Oberklasse mehr als 800 Kilometer weit fahren, bevor sie wieder geladen werden müssen.

Einige dieser Kathodenmaterialien sind allerdings teuer und nur begrenzt verfügbar. Deshalb stagniert der Preisverfall bei NMC-Batterien seit einiger Zeit. Seit etwa fünf Jahren setzen viele Autohersteller, vor allem in China, auf alternative Kathodenmaterialien. Bei ihnen wird Lithium mit kostengünstigem Eisen und Phosphat kombiniert. Solche Batterien heißen Lithium-Eisenphosphat-Zellen (LFP‑Zellen). Sie speichern zwar nur rund zwei Drittel der Energie von NMC-Zellen, ermöglichen aber dennoch für viele Anwendungen völlig ausreichende Reichweiten, insbesondere bei Autos, Lieferwagen und Motorrädern im Stadtverkehr. Zudem dominieren LFP-Batterien den Markt für große stationäre Energiespeicher, die überschüssige erneuerbare Energie für Stromnetze speichern (siehe »Neue Kräfteverhältnisse im Energiesektor«). Dort ist die geringere Energiedichte weniger problematisch.

LFP habe den Preisverfall bei Lithium-Ionen-Batterien weiter vorangetrieben, erklärt Hoekstra. Das sei der Grund, warum heute der größte Teil der Rohstoffkosten auf Lithium entfällt.

Natrium betritt die Bühne

Während der Coronapandemie traf die stark steigende Nachfrage nach Elektrofahrzeugen auf gestörte Lieferketten. Daraufhin gerieten die Lithiummärkte aus dem Takt und schwankten zwischen Preisbooms und ‑einbrüchen. Plötzlich wurde deutlich, wie wenig flexibel die Versorgung mit diesem wertvollen Rohstoff ist, der überwiegend in Australien und einigen wenigen weiteren Ländern gefördert wird. Zwar reichen die bekannten Lithiumreserven grundsätzlich aus, um die Weltwirtschaft zu elektrifizieren. Doch die starken Preisschwankungen und die Unsicherheit darüber, wie schnell die Förderkapazitäten ausgeweitet werden können, gelten Experten zufolge als wesentliche Gründe dafür, dass chinesische Unternehmen in Natriumtechnologien investieren. »Sie wollen sicherstellen, dass ihre Lieferketten stabil bleiben«, sagt Yun Zhao vom Imperial College London.

Natrium für Batterien lässt sich leicht aus Natriumcarbonat, auch Waschsoda genannt, gewinnen. Dieser Rohstoff ist reichlich vorhanden und meist besser zugänglich als Lithium. »Natrium ist praktisch eine unerschöpfliche Ressource«, sagt Yizhi Zhang, Sprecher von CATL. In der Erdkruste kommt Natrium mehr als 1000-mal häufiger vor als Lithium, im Meerwasser sogar bis zu 60 000-mal häufiger. Im Juni 2026 habe Natriumcarbonat in Industriequalität lediglich 200 bis 280 US-Dollar pro Tonne gekostet, während batterietaugliches Lithiumcarbonat bei 20 000 bis 25 000 US-Dollar pro Tonne lag, fügt Zhang ergänzend hinzu.

Auch die Kathoden von Natrium-Ionen-Batterien bestehen aus anderen Materialien als jene von Lithium-Ionen-Batterien (siehe »So funktionieren Natrium-Ionen-Akkus«). Ähnlich wie LFP-Batterien enthalten sie in der Regel keine großen Mengen giftiger Schwermetalle. Für die erste Generation von Natrium-Ionen-Batterien setzt CATL auf ein Schichtoxid namens Preußisch Weiß, das aus Natrium, Stickstoff, Eisen und Kohlenstoff besteht und chemisch mit dem Farbpigment Preußisch Blau verwandt ist.

Für die Anode genügt bei Natrium-Ionen-Batterien günstiges Aluminium anstelle von Kupfer. Außerdem eignen sich leicht herzustellende Kohlenstoffmaterialien besser zur Speicherung von Natriumionen als Graphit. China dominiert den Weltmarkt für Graphit, und Abbau und Verarbeitung des Rohstoffs stehen immer wieder wegen Umweltbelastungen in der Kritik.

CATL betont zudem, dass Natriumbatterien weniger leicht entflammbar seien als Lithium-Ionen-Batterien, insbesondere solche des NMC‑Typs. Das soll sie sicherer machen. Noch dazu bleiben sie auch bei niedrigeren Temperaturen bis minus 40 Grad Celsius funktionsfähig.

Preiswettbewerb der Nachfolger

Allerdings können Elektrofahrzeuge mit Natrium-Ionen-Batterien derzeit noch nicht mit den Reichweiten und Energiedichten moderner NMC-Lithium-Ionen-Batterien mithalten. CATL gibt für seine serienreifen Natriumbatterien eine Energiedichte von 175 Wattstunden pro Kilogramm an. Künftige Entwicklungen sollen diesen Wert auf 200 Wattstunden pro Kilogramm steigern. Damit würden Natrium-Ionen-Zellen etwa das Niveau von LFP-Batterien erreichen, zwei Drittel des Werts der besten Lithium-Ionen-Zellen.

Im Moment konkurriert die Technologie daher vor allem mit LFP‑Batterien. Zhang zufolge erwartet CATL, dass Natrium-Ionen-Batterien bis Ende 2026 kostenmäßig mit LFP-Systemen gleichziehen werden. Einige Experten halten diesen Zeitpunkt jedoch für deutlich zu optimistisch. Laut den meisten Beratungsunternehmen sind Natriumbatterien derzeit deutlich teurer als die günstigsten Lithium-Ionen-Varianten. Uneinigkeit herrscht darüber, wie rasch sich die Produktion hochskalieren lässt und wie schnell die Kosten sinken werden. Das Marktforschungsunternehmen Wood Mackenzie rechnet erst für das Jahr 2035 mit einer Kostenparität zu LFP‑Batterien.

»Da es sich um eine neue Technologie handelt, die bislang nur in begrenztem Umfang eingesetzt wird, sind die Unsicherheiten in solchen Schätzungen sehr groß«, sagt Evelina Stoikou, Leiterin eines Analystenteams für Batterietechnologien bei BloombergNEF in New York.

»Aufgrund der günstigeren Rohstoffe werden Natrium-Ionen-Zellen bei hoher Stückzahl letztlich günstiger sein als LFP-Batterien«Mukesh Chatter, CEO von Alsym Energy

Ein direkter Kostenvergleich ist schwierig, weil die Natrium-Ionen-Industrie erst am Anfang ihrer industriellen Entwicklung steht. Zudem müssen Annahmen über Lithiumpreise und sinkende Herstellungskosten von LFP getroffen werden. Dennoch ist Mukesh Chatter, Geschäftsführer des Natriumbatterie-Start-ups Alsym in Malden, Massachusetts, überzeugt: »Aufgrund der günstigeren Rohstoffe werden Natrium-Ionen-Zellen bei hoher Stückzahl letztlich günstiger sein als LFP‑Batterien.«

Elektroautos oder stationäre Energiespeicher?

Ob sich Fahrzeuge mit Natrium-Ionen-Batterien auf westlichen Märkten durchsetzen werden, ist schwer abzuschätzen. Die meisten Elektroautos in den USA und der EU nutzen derzeit Varianten von Lithium-Ionen-Zellen mit hoher Reichweite und Kapazität. Die günstigeren LFP-Akkus konnten sich bislang vor allem in China und in etlichen Schwellenländern etablieren. Natriumbatterien könnten zunächst einem ähnlichen Muster folgen.

Ein mögliches Problem betrifft das Recycling. Zwar lassen sich Natrium-Ionen-Batterien ähnlich wie Lithium-Ionen-Batterien wiederverwerten. Zhao und seine Kollegen haben jedoch berechnet, dass ihr Materialwert so gering ist, dass Recycling ohne staatliche Förderung wirtschaftlich noch unattraktiver sein könnte als bei Lithium-Akkus.

Größere Auswirkungen erwarten Fachleute wie Hoekstra deshalb vor allem im Bereich stationärer Großspeicher. Dort ist es, wie der Erfolg der LFP-Technologie zeigt, weniger entscheidend, möglichst viel Energie auf engstem Raum unterzubringen. Hoekstra zufolge könnten Natrium-Ionen-Batterien eine ideale Lösung für Stromnetze sein, die überwiegend von Solar- und Windenergie gespeist werden.

Nach Ansicht von Stoikou würden solche Speicher nicht nur aufgrund günstigerer Batteriezellen zunehmend preiswerter. Wenn Natriumbatterien tatsächlich ein geringeres Brandrisiko besitzen, könnten auch die Batteriesysteme insgesamt einfacher aufgebaut werden. So wären beispielsweise weniger Komponenten zur Temperaturregelung erforderlich.

Derzeit befindet sich fast die gesamte Produktionskapazität für Natrium-Ionen-Batterien in China. Nach Einschätzung der Internationalen Energieagentur dürfte sich daran bis mindestens 2030 wenig ändern. CATL allein hat seit 2016 nach Angaben des Unternehmens nahezu zehn Milliarden Yuan (etwa 1,3 Milliarden Euro) in Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet investiert.

In den USA hat das politische Ziel, die Abhängigkeit von China zu verringern, das Interesse an Natriumbatterien befeuert. Seit 2024 fördert das US-Energieministerium das auf fünf Jahre angelegte Forschungsprogramm »Low-cost Earth-abundant Na-ion Storage« (LENS) mit 50 Millionen Dollar. Das Projekt koordiniert die Arbeiten mehrerer Universitäten und nationaler Forschungslabore.

Aufholjagd gegenüber Lithium

Weltweit arbeiten Forschende auf Hochtouren daran, die Energiedichte von Natrium-Ionen-Batterien zu erhöhen und den Abstand zur Lithium-Technologie weiter zu verringern.

»Für Natrium-Ionen-Batterien gibt es eine enorme Vielfalt möglicher Materialsysteme. Einige davon könnten grundsätzlich mit Lithium-Ionen-Technologien konkurrieren«Venkat Srinivasan, Elektrochemiker

Dass Natrium-Ionen-Batterien weniger Energie speichern können, liegt unter anderem daran, dass sie meist mit niedrigeren Spannungen arbeiten und Natriumionen größer sind als Lithiumionen. Die tatsächlich erreichbare Spannung hängt jedoch stark von den verwendeten Materialien ab, insbesondere von denen der Kathode. »Für Natrium-Ionen-Batterien gibt es eine enorme Vielfalt möglicher Materialsysteme«, sagt der Elektrochemiker Venkat Srinivasan, Leiter des LENS‑Konsortiums. »Einige davon könnten grundsätzlich mit Lithium-Ionen-Technologien konkurrieren.«

Besonders vielversprechend erscheinen ihm Materialien aus Nickel- und Manganoxiden. Ähnlich wie NMC besitzen sie geschichtete Strukturen und benötigen weniger Volumen als etwa Preußisch Weiß. Zwar enthalten sie ebenfalls Nickel und Mangan, allerdings in geringeren Mengen als klassische Lithium-Ionen-Batterien. »Wir konnten den Nickelanteil von 33 auf 25 Prozent senken«, sagt Srinivasan.

Auch Shirley Meng, eine auf Batterieforschung spezialisierte Materialwissenschaftlerin, die inzwischen an der Nanyang Technological University in Singapur arbeitet, sieht noch erhebliches Verbesserungspotenzial. Ihrer Ansicht nach könnten tiefgreifende Änderungen im Zelldesign die Speicherkapazität von Natrium-Ionen-Batterien deutlich erhöhen.

Eine Idee ist, ganz auf eine klassische Anode zu verzichten. Statt Natriumionen in einem schwammartigen Kohlenstoffmaterial zu speichern, würde sich beim Laden metallisches Natrium direkt abscheiden. Dieser anodenfreie Ansatz, der bei Einwegbatterien üblich ist, galt lange als Möglichkeit, die Kapazität von Lithium-Ionen-Zellen zu erhöhen. Dort wird das Prinzip allerdings durch das Wachstum von baumartigen sogenannten Dendriten behindert, die Kurzschlüsse verursachen können.

Meng zufolge deuten ihre Forschungsergebnisse darauf hin, dass die bei Natrium entstehenden Kristallstrukturen sich deutlich besser zurückbilden könnten. Srinivasan wiederum gibt zu bedenken, dass metallisches Natrium eigene Sicherheitsrisiken mit sich bringen könnte, insbesondere hinsichtlich der Brandgefahr. Dennoch hält Meng es für unwahrscheinlich, dass Natrium Lithium in den meisten Anwendungen vollständig verdrängen wird. Wahrscheinlicher sei eine ergänzende Rolle als Absicherung gegen Risiken in den Lieferketten.

Gerade weil die Technologie noch vergleichsweise jung ist, sehen Srinivasan und andere Forschende aber erheblichen Spielraum für weitere Fortschritte. Sollte sich dieses Potenzial ausspielen lassen, könnte Natrium zu einem wichtigen Baustein der globalen Energiewende werden.