Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB hat im Projekt INNOBATT den weltweit ersten vollständigen Batteriesystem-Prototyp auf Basis von Aluminium-Graphit-Dual-Ionen-Batterien (AGDIB) realisiert. Damit ist erstmals bewiesen, dass die lithiumfreie Zellchemie nicht nur im Labor, sondern auch in einem realistischen System stabil funktioniert – ein Meilenstein für sichere, kostengünstige und recyclingfähige Hochleistungs-Energiespeicher.
AGDIB nutzt ausschließlich leicht verfügbare und preiswerte Materialien: Aluminium und Graphit. Die Batterie zeichnet sich durch extrem hohe Lade- und Entladeleistungen aus und eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen viele kurze, energiearme Zyklen gefordert sind – etwa die dynamische Netzstabilisierung, bei der Frequenzschwankungen im Stromnetz ausgeglichen werden müssen.
Source Andreas Scheunert
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Der Demonstrator besteht aus acht Pouch-Zellen in 4s2p-Konfiguration, einem drahtlosen Batteriemanagementsystem (BMS) auf Basis der Open-Source-Plattform foxBMS® sowie einem neuartigen Quantensensor auf Diamantbasis (NV-Zentren) für hochpräzise Strommessung über fünf Größenordnungen. Tests mit realen Netzfrequenzdaten bestätigten die hohe Leistungsfähigkeit: Das System hält dynamische Ströme bis 10C über lange Zeiträume stabil aus und erfüllt die Anforderungen für virtuelle Trägheit im Netz.
Im Fokus stand die gesamte Wertschöpfungskette: Von der nachhaltigen, lithiumfreien Zellchemie über die Integration moderner Sensorik bis hin zur Recyclingfähigkeit. Die Zellen lassen sich durch physikalische Trennverfahren ohne giftige Chemikalien recyceln, das Modul folgt einem Design-for-Recycling-Ansatz, der aktuelle EU-Vorgaben übertrifft.
Die Technologie positioniert sich als zukunftssichere Alternative zu Lithium-Ionen-Systemen für Hochleistungsanwendungen und unterstreicht das Potenzial von Aluminium-Ionen-Batterien für eine kreislauffähige Energiewende.
