Das teuerste Einzelelement einer EV-Batterie ist die Kathode, die bis zu einem Drittel der Kosten einer Batteriezelle ausmacht.
Die meisten EV-Batterien verwenden heute eine von zwei Arten von Kathoden: Nickel-Kobalt-Mangan (NCM) oder Lithium-Eisen-Phosphat (LFP).
NCM-Kathoden können mehr Energie speichern, verwenden jedoch teure Materialien (Nickel, Kobalt). LFP-Kathoden speichern normalerweise nicht so viel Energie, sind aber sicherer und tendenziell weniger teuer, da sie Materialien verwenden, die häufiger vorkommen.
Die Kosten für wichtige Kathodenmaterialien wie Nickel und Kobalt sind in den letzten zwei Jahren in die Höhe geschossen.
Aus diesem Grund hoffen so viele Unternehmen, billigere und häufiger vorkommende Materialien wie Natrium und Schwefel zu ersetzen, wenn ihre technischen Grenzen überwunden werden können.
„Natriumionen haben definitiv einen Platz, insbesondere für stationäre Speicher und Low-End-Fahrzeuge in kostensensiblen Märkten wie China, Indien, Afrika und Südamerika“, sagt Berater Prabhakar Patil, ein ehemaliger Geschäftsführer von LG Chem.
„Die Einführungskosten für Lithium-Schwefel sind wahrscheinlich höher – obwohl es das Potenzial hat, die niedrigsten Kosten zu sein – was die Unterhaltungselektronik zur ersten Anwendung macht“, sagte Patil.
Das in Michigan ansässige Unternehmen Amandarry und das britische Startup AMTE Power entwickeln Natrium-Ionen-Batterien, die Natriumchlorid – im Grunde Kochsalz – als Hauptkathodenbestandteil verwenden. Sie benötigen kein Lithium, Kobalt oder Nickel – die drei teuersten Batteriebestandteile.
Jeff Pratt, Geschäftsführer des UK Battery Industrialistion Centre – einer staatlich finanzierten 130-Millionen-Pfund-Fabrik (153 Millionen US-Dollar), die ihre Produktionslinien an Startups vermietet, um die Batteriechemie zu testen – sagte, er versuche, die Zellen eines Natriumionen-Startups in ein vollgepackter Produktionsplan, weil er für Großbritanniens Hoffnungen, bei der Entwicklung neuer, besserer Batterien an vorderster Front zu stehen, „strategisch wichtig“ ist.
Die US-Firmen Lyten und Conamix, das deutsche Theion und das norwegische Morrow entwickeln Lithium-Schwefel-Kathoden, die zwar noch Lithium in kleineren Mengen benötigen, aber kein Nickel oder Kobalt.
Durch die Verwendung allgegenwärtiger Kathodenmaterialien – Schwefel wird häufig in Düngemitteln verwendet und ist daher billig wie Salz – behaupten diese Startups, dass die Batteriekosten um bis zu zwei Drittel gesenkt werden könnten, wodurch Elektrofahrzeuge möglicherweise über die Mittelschicht hinaus erschwinglich werden.
Aktuelle EV-Batteriepakete kosten in der Regel zwischen 10.000 und 12.000 US-Dollar.
„Wenn wir die Ziele erreichen können, die wir mit einigen der größten Autohersteller der Welt festgelegt haben, dann sind wir im Rennen“, sagte Charlotte Hamilton, CEO von Conamix.