Eine weitere Möglichkeit, die Batterie im Fahrzeug zu laden, ist das Konzept zum Austausch der Fahrzeugbatterie. Dafür sind Standards bezüglich der Batterie sowie der Batterieaufnahmen im Fahrzeug notwendig. Außerdem müssen entsprechende Batteriewechselstationen aufgebaut werden. Die Vorteile des Konzeptes liegen insbesondere in der auch im Vergleich zu Schnellladeverfahren hohen Austauschgeschwindigkeit einer (potenziell) vollständig geladenen Batterie. Per Batteriewechsel kann eine (nahezu) leere Batterie binnen weniger Minuten gegen eine zu 100 Prozent gefüllte Fahrzeugbatterie getauscht werden und entspricht in der zeitlichen Länge und Planung etwa dem Tankverhalten für herkömmliche Verbrennungsmotoren, verglichen mit teils mehrstündigen Ladedauern der konduktiven Verfahren. Damit können insbesondere auf längeren Strecken Zwischenladungen nahezu ohne Zeitverlust erfolgen. Zudem könnten die Fahrzeuge günstiger verkauft und Akkus geleast werden. Neue Batteriegenerationen, die leistungsfähiger oder kleiner sind, könnten sukzessive in Umlauf gebracht werden.

Nachteile können vor allem in den Standardisierungserfordernissen gesehen werden. So ist es fraglich, ob sich eine Vielzahl von Fahrzeugherstellern auf Standards bezüglich der Batterieaufnahme im Fahrzeug einigen kann. Zudem geht der Aufbau von Batteriewechselstationen mit - im Vergleich zu "konventionellen" Ladeeinheiten - wesentlich höheren Kosten einher, so dass ein flächendeckender Aufbau von gleicher Qualität kaum als realistisch angesehen werden kann. Infolge der notwendigen Trennung von Nutzung und Besitz der Batterie wird davon ausgegangen, dass der Umgang mit den Batterien nicht so pfleglich sein würde; auch der häufige Tausch trüge zum schnelleren Verschleiß und somit zur geringeren Langlebigkeit der Batterie bei. Ein weiterer Nachteil kann kostenseitig vorliegen, da das Gesamtsystem pro Fahrzeug mehr als eine Batterie benötigt. Demgegenüber stehen potenzielle Mehreinnahmen durch die Verwendung der Batterie für energiewirtschaftliche Dienstleistungen [Kley11a, S. 12; DCTI10; NPE10].

Wesentlicher Treiber des Ladekonzeptes Batterietausch war das Unternehmen "Better Place", das in Pilotprojekten in Israel und Dänemark einige Batteriewechselstationen aufgebaut hat. Allerdings ist das Unternehmen mit seinem Geschäftsmodell gescheitert und musste in die Insolvenz gehen [Kuta15, S.130ff.]. Derzeit konzentrieren sich Vorhaben zu dem Aufbau einer Infrastruktur für den Batteriewechsel auf China (Nio.N., Xpeng) und die USA (Ample). Der chinesische Autohersteller Nio, welcher 143 Batteriewechselstationen in 58 verschiedenen Städten betreibt, plant beispielsweise einen Aufbau von 4.000 Batteriewechselstationen bis 2025 [Reut21, DaBo21]. Das US-amerikanische Start-Up Ample befindet sich derzeit noch in Förderrunden und plant den ersten Einsatz ihrer Batteriewechseltechnologie, welche sich durch eine hohe Kompatibilität mit unterschiedlichen Fahrzeugmodellen auszeichnet, in New York, Madrid und Singapur [PaLi21]. Ob sich eine solche Technologie weiterverbreiten und eventuell durchsetzen kann, ist jedoch aufgrund der genannten Problematiken fraglich.