Mit den E-Autos kam ein neues Wort: Reichweitenangst. Viele Deutsche befürchteten, mit einem Stromer liegenzubleiben, ohne dass eine Ladesäule in der Nähe ist. Mit dem Beginn der Massenproduktion ab 2010 machte die Akkutechnik enorme Fortschritte, doch noch stoßen die Batterien im Alltagsbetrieb an Grenzen. Die durchschnittlichen realistischen Reichweiten von Elektrofahrzeugen gibt das Elektrotechnik-Unternehmen Enpal wie folgt an: 160 bis 280 Kilometer für Kleinwagen, 360 bis 440 Kilometer für die Mittelklasse und 400 bis 560 Kilometer für die Oberklasse. Außerdem muss man selbst bei leistungsfähigen Gleichstromladesäulen mit einer Ladezeit von 30 Minuten bis zum Stand von 80 Prozent der Batteriekapazität rechnen.

In dieser Situation sind die Deutschen offenbar empfänglich für eine Technologie, die ein Umdenken erfordern würde: Wechselakkumulatoren. In China gibt es bereits mehrere Anbieter, die ein Netz aus Wechselstationen aufgebaut haben. Der Anbieter Nio Deutschland, Ableger eines chinesischen Konzerns, hat hierzulande mit dem Aufbau eines solchen Netzes begonnen. Laut einer repräsentativen Ipsos-Umfrage von 2024 im Auftrag des TÜV-Verbands unter 2.500 Menschen ab 16 Jahren halten 63 Prozent Wechselbatterien für besser oder viel besser geeignet als fest eingebaute Batterien.

„Der Wechselakku hat mehrere Vorteile“, sagt Robin Zalwert vom TÜV-Verband in Berlin. „Der Wechsel geht in wenigen Minuten vonstatten, die entnommenen Batterien können analysiert und langsam, also schonend geladen werden.“ Zalwert berichtet von positiver Resonanz aus der Recyclingindustrie auf das Wechselakku-Modell, unter anderem, weil dort Altbatterien in den Wechselstationen gesammelt werden. Die Fahrzeuge werden ohne Batterie verkauft und sind in der Regel dadurch günstiger als E-Autos mit fest eingebautem Akku. Für die Batterien wird dann ein Leasingsystem genutzt. Zudem können die Wechselstationen, bei denen eine Reihe von Batterien am Stromnetz hängt, diese Speicher den Stromnetzbetreibern als Regelreserve zur Verfügung stellen.

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Trotz dieser Vorteile ist sich Zalwert nicht sicher, ob sich das Konzept großflächig in Deutschland durchsetzen wird. „Um es überspitzt auszudrücken: Ein Porschefahrer möchte beim Wechsel nicht die Batterie einer Familienkutsche erhalten“, erläutert Zalwert. Dem wird bei Nio zwar durch drei Performanceklassen Rechnung getragen. Doch Deutschland sei nun mal ein „Besitzerland“, meint der TÜV-Experte. Er sieht die Zukunft des Wechselakku-Konzepts eher bei größeren Fahrzeugflotten, etwa von Speditionen, die regelmäßig dieselben Routen befahren und bei denen die Lkw-Batterien dieselben Lastanforderungen haben. Mit Wechselstationen könnten die Standzeiten der Lkws beim Laden verringert werden. Im Projekt „eHaul“ wurde der elektrische Lkw-Fernverkehr bereits erfolgreich erprobt.

Lange Zeit war die sogenannte Reichweitenangst ein beherrschendes Thema, wenn es um E-Autos ging. Stehen nun die „Super-Akkus“ vor dem Durchbruch? © picture alliance / dpa | Frank Hoermann/Sven Simon

Ein weiteres Problem beim Wechselakku ist die fehlende Standardisierung: Die Batterien verschiedener Hersteller sind nicht kompatibel, so dass jeder sein eigenes Netz mit Wechselbatterien aufbauen muss. Da es bis auf Fiat keinen europäischen E-Auto-Hersteller gibt, der auf Wechselakkus setzt, gibt es auch noch keine europäische Standardisierung, die sonst nahezu jeden technischen Bereich erfasst. Zalwert verweist auf laufende Standardisierungsaktivitäten in Deutschland zu Batteriewechselsystemen. Während die Ladeinfrastruktur durch europäische Vorgaben und nationale Förderprogramme politisch stark unterstützt wird, gibt es für Wechselakku-Infrastruktur bislang keine vergleichbar breite Förder- und Ausbaukulisse.

Wird die Reichweitenangst dann doch eher durch neue Batterietechnologien überwunden? Die Mercedes-Benz Group hat im September 2025 mitgeteilt, dass ein Mercedes-Benz EQS mit dem Prototyp einer Lithium-Metall-Festkörperbatterie mehr als 1.200 Kilometer ohne Ladestopp gefahren ist. Weil sich beim Be- und Entladen der Batterie das Volumen der Zellen ändert, müssen Hydraulikzylinder eingesetzt werden, um den notwendigen Anpressdruck auf die Zellen zu gewährleisten. „Ziel ist es, Innovationen wie diese bis zum Ende der Dekade in die Serienproduktion zu bringen“, erklärte Markus Schäfer, Vorstandsmitglied bei der Mercedes-Benz Group.

Ein weiterer Batterietyp, dessen Entwicklung Christoph Neef vom Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI) in Karlsruhe beobachtet, ist der Lithium-Schwefel-Akku. Das Institut behält im Auftrag des Bundesforschungsministeriums vielversprechende Speichertechnologien für die Elektromobilität im Blick. Der Akku nutzt für die Elektroden zwei Elemente mit sehr hohen Energiedichten: eine Lithium-Metall-Anode und eine schwefelreiche Kathode. „Die hohe Energiedichte macht die Technologie sehr interessant, selbst für die Luft- und Raumfahrt oder für Drohnen“, erläutert Neef. Noch seien hauptsächlich Start-ups mit der Technologie befasst, die Neef als „mittelreif“ bezeichnet.

Problematisch an der Zellchemie der Lithium-Schwefel-Batterie ist, dass es recht schnell zu einem Kapazitätsverlust und damit zu einer kürzeren Lebensdauer gegenüber anderen Batterietechnologien kommt. Inzwischen gebe es jedoch Prototypen, die bis zu 500 Ladezyklen vertragen, berichtet Neef. Bei kontinuierlicher technologischer Verbesserung sieht Neef für den Batterietyp einen potenziell stark wachsenden Markt. Knackpunkt bei dieser Technologie ist jedoch, wie bei der Festkörperbatterie von Mercedes-Benz, dass sie auf Lithium angewiesen ist. Das Metall gilt als kritischer Rohstoff, weil es nur in begrenzter Menge auf dem Weltmarkt zur Verfügung steht und weil sein Preis enormen Schwankungen unterworfen ist.

Weißes Gold: Ein Arbeiter rührt Lithium mit der Hand in einer Verarbeitungsanlage in Antofagasta (Chile). Das Metall ist unverzichtbar für Batterien von E-Autos. Chinesische Unternehmen investieren Milliarden, um sich weltweit Vorkommen zu sichern.© dpa | Rodrigo Abd

„China verfügt über weniger als 20 Prozent der weltweiten Lithium-Lagerstätten, aber durch seine Strategie zur Rohstoffsicherung hat das Land Zugriff auf den größten Teil der weltweiten Förderung“, sagt Dirk Uwe Sauer von der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) in Aachen. Zudem seien in den vergangenen Jahren an den Börsen immer wieder Spekulationen auf hohe Lithiumpreise vorgekommen, die den Preis für den Rohstoff in die Höhe getrieben hätten.

Natrium hingegen ist das sechsthäufigste chemische Element in der Erdkruste, es kommt in großer Menge in Natriumchlorid (Kochsalz) vor. Deshalb wird die Natrium-Ionen-Batterietechnologie mitunter auch als „Salztechnologie“ bezeichnet. Sauer hat mit seinem Team eine bereits kommerziell vom chinesischen Unternehmen Hina Battery angebotene Natrium-Ionen-Batterie untersucht und war überrascht von der technologischen Reife.

Der Vorteil: „Fertigungslinien können von Lithium-Ionen- auf Natrium-Ionen-Batterien umgerüstet werden, wodurch hohe Investitionen in die neue Technologie vermieden werden“, erläutert Steffen Link vom Fraunhofer ISI. Nachteilig bei Natrium-Ionen-Batterien ist, dass sie eine geringere Energiedichte als Lithium-Ionen-Batterien haben. Sauer sieht sie deshalb hauptsächlich als Konkurrenz für Lithium-Ionen-Akkus mit Lithium-Eisenphosphat(LFP)-Kathode, bei der auf die kritischen Rohstoffe Nickel, Mangan und Kobalt verzichtet werden kann.

Neben der niedrigeren Energiedichte sind Natrium-Ionen-Batterien derzeit noch teurer als LFP-Akkus, doch Sauer geht davon aus, dass der Preis mit dem Hochfahren der Produktion deutlich sinken wird. Bei E-Autos sieht er vor allem eine Zukunft im Kleinwagensegment, weil dort ein niedriger Preis wichtiger sei als die Technologie. „Meine Kollegen und ich sind sicher: Natrium-Ionen-Batterien sind gekommen, um zu bleiben.“ Zwar sei fraglich, ob sie sich in der Elektromobilität durchsetzen werden, aber für stationäre Speicher böten sie aufgrund der unproblematischen Rohstoffsituation erhebliche Vorteile, die auch in Europa genutzt werden könnten, unterstreicht Sauer.

Das Krefelder Unternehmen Accurec recycelt Batterien und Akkus von E-Autos. Die Recyclingindustrie steht in den Startlöchern und soll Deutschlands Abhängigkeit von China verringern.© FUNKE Foto Services | Fabian Strauch

Bleibt noch die Frage, wie lange die Akkus halten. Sauer zufolge gehen Fahrzeughersteller vermehrt davon aus, dass die Batterie langlebiger ist als das Auto selbst, auch wenn lebenslange Garantien auf Batterien noch Seltenheitswert haben. Die beiden Wissenschaftler vom Fraunhofer ISI, Neef und Link, vermuten, dass heute noch Tesla Roadster mit der Originalbatterie fahren. Der Roadster war 2008 das erste Serienfahrzeug des E-Auto-Pioniers Tesla. „Die Roadster-Akkus sind jedenfalls noch nicht im großen Stil im Batterierecycling angekommen“, sagt Neef.

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Bei Batterien des BMW i3 kann Neef sich vorstellen, dass sie auch nach 30 Jahren, also bei einem Oldtimer, genutzt werden können, wenn auch nicht mit ihrer ursprünglichen Kapazität. Weder die zyklische Alterung (mit jedem Ladezyklus) noch die kalendarische Alterung (mit dem Alter) seien jedoch unvermeidbare „Showstopper“ für Originalakkus in E-Oldtimern. „Bei der Reparaturfähigkeit von E-Auto-Akkus und bei ihrem Recycling stehen wir jedoch noch ganz am Anfang“, hebt Link hervor. dpa