Aluminium-Ionen-Batterien: Revolution oder noch lange nicht marktreif?

Aluminium-Ionen-Batterien: Revolution oder noch lange nicht marktreif?

Aluminium-Ionen-Batterien gewinnen als mögliche Alternative zur Lithium-Ionen-Technologie an Aufmerksamkeit. Forscher und Unternehmen testen derzeit Prototypen mit vielversprechenden Ergebnissen. Allerdings hinken sie in zentralen Bereichen wie Energiedichte und Spannung noch hinter Lithium-Ionen-Batterien her.

Aktuelle Laborversionen von Aluminium-Ionen-Zellen erreichen etwa 300 bis 350 Wh/kg, während Lithium-Ionen-Zellen bis zu 700 Wh/kg schaffen. Die Anode dieser Batterien besteht in der Regel aus einer dünnen Aluminiumfolie, die Kathode kann aus Kohlenstoff, Metalloxiden oder Graphen gefertigt sein. Der Elektrolyt enthält häufig Aluminiumchlorid in Kombination mit organischen Chlorsalzen, wobei auch Festkörpervarianten erforscht werden.

Zu den Stärken der Technologie zählen eine lange Lebensdauer und eine stabile Chemie, was die Sicherheit verbessern könnte. Einige Berichte deuten darauf hin, dass künftige Aluminium-Ionen-Batterien bis zu 15.000 Ladezyklen überdauern und eine Reichweite von 1.500 Kilometern ermöglichen könnten. Allerdings liegt ihre Zellspannung mit etwa 1,2 bis 2,5 Volt deutlich unter der von Lithium-Ionen-Batterien, die 3,2 bis 3,7 Volt erreichen.

In jüngster Zeit gab es Fortschritte durch Unternehmen und Forschungsteams. So stellte EnergyX 2025 Prototypen im 10-kWh-Maßstab mit einer Energiedichte von 500 Wh/kg her. Die mit Graphen optimierten Zellen von GMG, die zwischen 2024 und 2025 in australischen Pilotprojekten getestet wurden, behielten nach 1.500 Zyklen noch 80 Prozent ihrer Kapazität. Gleichzeitig präsentierte die Tsinghua-Universität in Zusammenarbeit mit CATL 2025 auf Batterie-Konferenzen einen Beutelzellen-Prototyp mit 300 Wh/kg.

Das transportierte Ion in diesen Batterien ist Al³⁺, das pro Ion drei Elektronen überträgt. Dadurch verfügt Aluminium über eine theoretische volumetrische Kapazität von etwa 8.000 mAh/cm³. Doch die praktische Leistung – einschließlich Ladegeschwindigkeit, Kapazität und Lebensdauer – wird noch bewertet.

Aluminium-Ionen-Batterien zeigen Potenzial in puncto Sicherheit, Haltbarkeit und Kosten, doch bei Energiedichte und Spannung liegen sie weiterhin hinter Lithium-Ionen-Batterien zurück. Unternehmen wie EnergyX und GMG sowie Forschungsteams in China treiben die Entwicklung voran. Weitere Tests werden zeigen, ob sie sich für den Massenmarkt durchsetzen können.