Lithium-Luft-Akkus versprechen E-Autos mit über 1.600 Kilometern Reichweite – zumindest in der Theorie. Im Labor übertreffen Prototypen bereits die Energiedichte heutiger Akkus um das Vierfache. Der chinesische Batteriehersteller CATL hat die Technologie nun offiziell in seine Langzeitstrategie für 2030 aufgenommen.
Herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien bauen auf schweren Metallverbindungen wie Nickel, Kobalt und Mangan auf. Sogenannte Lithium-Luft-Batterien nutzen stattdessen Lithium-Metall als Anode und Sauerstoff aus der Luft als Reaktionspartner an der Kathode.
Dieses spezielle Prinzip soll das Gewicht sowie die Komplexität der gesamten Batterie entscheidend reduzieren. Die theoretische Energiedichte dieser Systeme beläuft sich auf rund 12.000 Wattstunden pro Kilogramm.
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Lithium-Luft-Batterien schaffen schon vierfache Energiedichte aktueller Akkus
In Laborversuchen erreichten aktuelle Prototypen bereits eine Energiedichte von mehr als 1.200 Wattstunden pro Kilogramm. Damit übertreffen diese Systeme die Energiedichte herkömmlicher kommerzieller Batterien um das Vierfache.
Die praktische Umsetzung scheiterte bislang aber meist an der Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit und Kohlendioxid in der Luft. Zudem schränkten eine unzureichende Katalysatorstabilität sowie eine kurze Lebensdauer die Funktion im Alltag lange Zeit ein.
Ein US-Forscherteam demonstrierte bereits im Jahr 2024 eine verbesserte Stabilität über mehr als 700 Zyklen in einer luftähnlichen Umgebung. Im Folgejahr 2025 entwickelten das Argonne National Laboratory und das Illinois Institute of Technology einen Prototyp mit 1.000 Ladezyklen bei Raumtemperatur.
Das gelang durch einen Vier-Elektronen-Chemieschritt, der die stabile Bildung und Zersetzung von Lithiumoxid ermöglichte. Die Forscher ersetzten zudem entflammbare flüssige Elektrolyte durch eine feste Verbundmatrix, was die Sicherheit der Zellen während der Zyklen weiter erhöhte.
Ab 2030: So plant CATL den Weg zum Lithium-Luft-Akku
Trotz dieser Erfolge im Labor dürfte die breite Marktreife der Technologie noch viel Zeit beanspruchen. Der chinesische Batteriehersteller CATL setzt in seiner aktuellen Unternehmensstrategie zunächst auf ausgereifte Technologien und Natrium-Ionen-Batterien. Als mittelfristiges Ziel fokussiert das Unternehmen die Entwicklung von Feststoffbatterien.
Die Erforschung der theoretischen Limits der Lithium-Luft-Technologie ist hingegen erst für den Zeitraum ab dem Jahr 2030 vorgesehen. Das teilte Wu Kai, Chefwissenschaftler bei CATL und Mitglied der Chinesischen Akademie der Ingenieurwissenschaften, auf dem „Powering the Nation Forum 2026″ mit.
Für den alltäglichen Nutzen könnte die Entwicklung in der Zukunft einen Fortschritt bedeuten. Sollte die Produktion im industriellen Maßstab gelingen, könnten Elektrofahrzeuge künftig über 1.600 Kilometer mit einer einzigen Ladung zurücklegen. Konventionelle Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotor würden durch diese Leistungsfähigkeit langfristig vom Markt verdrängt werden, vorausgesetzt, die Batterien sind halbwegs bezahlbar.
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