Preiswerte, leistungsfähige, wiederaufladbare Batterien, ohne kritische Rohstoffe oder brennbare Materialien, einfach in der Herstellung, sicher im Betrieb und nach jahrelanger Nutzung problemlos recycelbar – Aluminium-Graphit-Dual-Ionen-Batterie, kurz AGDIB, könnten das ermöglichen. Mit ihrer hohen Leistungsdichte eignen sich AGDIB besonders für hochdynamische Lastanforderungen im Bereich der stationären industriellen (z. B. Primär- und Sekundärregelenergie) und mobilen (z. B. Busse, Flurförderfahrzeuge, Krananlagen) Energiespeicherung, in denen bislang die kostenintensive Lithium-Titan-Oxid-Technologie (LTO) State of the Art ist. Entscheidend für derartige Anwendungen ist eine möglichst hohe Laderate. Erste Versuche zeigen, dass ein langzeitstabiler Betrieb bei sehr hohen Raten von über 30 C möglich ist. Außerdem kommt die AGDIB mit nicht-toxischen, günstigen und gut verfügbaren Materialien aus.

Das Verbundprojekt »BALU – Fertigungstechnologie für Batteriezellkonzepte auf Basis der Aluminium-Ionen-Technologie« will die AGDIB weiterentwickeln und die Fertigung der AGDIB-Zellen vom Labormaßstab auf industriekompatible Produktionsbedingungen übertragen. Dabei rücken wirtschaftliche Rolle-zu-Rolle-Verfahren in den Vordergrund, um in größerer Stückzahl mehrlagige Pouchzellen zu fertigen. Im nächsten Schritt sollen komplette Batteriemodule aufgebaut, das Betriebsverhalten der Zellen spezifiziert und die Parameter für die Systemauslegung definiert werden. Schließlich werden die AGDIB-Hochleistungsmodule in industrielle Batteriesysteme integriert und müssen im praktischen Betrieb ihre Qualität unter Beweis stellen.

Der Forschungsschwerpunkt des Fraunhofer IKTS liegt auf der Entwicklung recyclingfreundlicher Zellkonzepte für die AGDIB-Technologie unter Einsatz industrierelevanter Fertigungstechnologien. Ebenso realisiert das Fraunhofer IKTS die Demonstratorzellen für den »proof of concept« verschiedener AGDIB-Zelldesigns.

Projektkoordinator im Projekt BALU ist das Fraunhofer IISB. Neben dem Fraunhofer IKTS sind weiterhin das Fraunhofer IST, der Lehrstuhl für Systemtechnik Elektrischer Energiespeicher (SysEE) sowie der Lehrstuhl Elektronik Elektrischer Energiespeicher (LEEE) der Universität Bayreuth, die Professur für Nachhaltige Produktion & Life Cycle Engineering des Instituts für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF) der TU Braunschweig, die Sika Werke GmbH und Alzner Battery beteiligt. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF unterstützt das Vorhaben über einen Zeitraum von drei Jahren im Rahmen des Programms »Batterie2020Transfer« mit rund 2,9 Millionen Euro.