Tesla stellt neue 4680-Batteriezelle vor: 500% mehr Energie, 6-fache Leistung, größere Reichweite

Tesla stellt neue 4680-Batteriezelle vor: 400% mehr Energie, 6-fache Leistung, größere Reichweite

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Anfang des Jahres konnte man bereits an einem Patent von Tesla sehen, dass diese in puncto Batteriezellen-Chemie Fortschritte machen. Des Weiteren konnte die Leistung und Lebensdauer der Batterien gesteigert und zudem die Kosten gesenkt werden. Einige der bisher unbekannten Fakten, welche auf diesem oder ähnlichem Patent fußen könnten, wurden im Rahmen des gestrigen „Battery-Day“ von Tesla offen gelegt.

Tesla-CEO Elon Musk und der Vizepräsident für Technologie Drew Baglino haben eine neue 4680-Batteriezelle enthüllt. Die Zelle, die bereits in der firmeneigenen Pilotanlage Kato Road in Fremont produziert wird, ist der große Durchbruch des Autoherstellers in seinem Bestreben, ein erschwinglicheres Elektroauto zu schaffen. Musk gab zu verstehen, dass eine Optimierung auf verschiedensten Ebenen der Batterizellproduktion, bis hin zur Integration der Batteriezellen ins Fahrzeug, zu einer besseren Batterietechnik in der nahen Zukunft – innerhalb der nächsten drei Jahre – führen wird.

Teslas 4680-Batteriezelle überzeugt durch viele neue Ansätze

Die neue 4680-Batteriezelle von Tesla soll zu einer 54 prozentigen Reichweitenverbesserung des elektrischen Fahrzeugs, 56% Kostenreduktion ($/kWh) bei Batteriespeichern und 69% Investmentkosten für die Produktion von einem GWH Speicherkapazität einsparen. Um dies zu erreichen setzt Tesla an unterschiedlichsten Punkten der Batteriezelltechnik an. Auffällig ist beispielsweise, dass die künftige Batterierundzellen von Tesla keine klassischen Zelltabs mehr haben wird. Hier hat der Automobilhersteller an einer neuen Kontaktfläche gearbeitet, welche den gesamten Kopfbereich der Rundzelle zu einem Kontakt macht. Die neuen Zellen ohne Zelltabs werden bereits im Pilotwerk in Freemont produziert und sollen zeitnah Anwendung in Teslafahrzeugen finden.

Des Weiteren habe man einen Wandel im Zellformat vollzogen. Bereits vom Übergang der 1865- hin zur 2170-Batteriezelle fand ein solcher Wandel statt. Dies wird auch bei der neuen 4680-Batteriezelle der Fall sein. Der Name lässt hierbei bereits auf das Format schließen: 46 mm Durchmesser * 80 mm Höhe. Die größere Form kann mehr aktives Batteriematerial in das Gehäuse packen, was zu einer 5-fachen Verbesserung der Energiespeicherung und einer 6-fachen Leistungssteigerung führt. Allein durch den neuen Formfaktor wird die Reichweite um 16 % erhöht. Zudem will der Automobilhersteller keine Lösungsmittel in der Elektrodenfertigung mehr nutzen. Stattdessen sei der Einsatz der „Powder Into Film“-Lösung geplant, bei der Feststoffe direkt auf Elektrodenfolie aufgebracht werden.

Fairerweise gibt Tesla zu verstehen, dass hier noch einige Herausforderungen zu meistern sind. Aus Sicht von Tesla-CEO Musk besteht aber enormes Potential die bisher sehr aufwendigen Elektrodentrocknungsprozesse zu reduzieren und auf umweltgefährdende Lösungsmittel zu verzichten. Wie wir es von Musk gewohnt sind setzt er sich auch bei der eigenen Tesla Battery-Giga keine Grenzen. So will er nicht weniger, als die schnellste Batteriefabriken der Welt bauen. Auf Basis von hoch optimierter Produktionstechnik will Tesla ab dem Jahr 2022 schon 100 GWh an eigenen Batteriezellen und bis zum Jahr 2030 3 TWh an Batteriespeicherkapazität produzieren, hinzu kommen zugelieferte Batteriezellen von bisherigen und eventuell weiteren Lieferanten.

Nicht nur das Format der Zelle und deren Aufbau will man anpassen. Auch auf Seiten der Batteriezellchemie hat man Fortschritte erzielt. Auf der Anodenseite soll ebenso in den nächsten Jahren schon reines Silizium das heute verwendete Graphit ablösen, wodurch die Reichweit von Elektroautos künftig abermals um 20% steigen soll. Auf Kathodenseite soll der Nickeanteil deutlich erhöht, der Kobaltverbrauch gleichzeitig stark minimiert werden. Des Weiteren plane Tesla zur optimalen Produktion von Grundelementen eigene Aufbereitungsanlagen für Kathodenmaterial und vor allem Lithium.

Bis zu 56 Prozent Kostenersparnis auf $/ kWh-Basis

Tesla hat Hunderte, wenn nicht Tausende kleiner Verbesserungen eingeführt, die den grundlegenden Baustein von Teslas Geschäft – die Batteriezelle – schrittweise verbessern. Die wichtigsten Punkte, welche in Summe zu 56 Prozent Ersparnis bei den Dollarkosten pro kWh führen sollen, haben wir nachfolgend aufgeführt:

  • 14% Verbesserung der Kosten/kWh durch die Änderung des Zellformfaktors.
  • 18% Verbesserung der Kosten/kWh als Ergebnis der 10-fachen Reduzierung der Produktionsfläche und der 10-fachen Reduzierung des Energieverbrauchs in der Produktion.
  • Verbesserung der Kosten/kWh um 5% durch die verstärkte Verwendung von Silizium in den Batteriezellen.
  • 12% Reduzierung der Kosten/kWh aufgrund von Verbesserungen des Kathodenmaterials.
  • 7% Verbesserung der Batterie-Pack-Kosten pro kWh infolge des neuen integrierten Fahrzeugdesigns von Tesla.

Über das Leben der Batterie nach ihrem Einsatz im Fahrzeug hat sich Musk ebenfalls geäußert. In einer neu entstehenden Recyclingfabrik soll eine 100 prozentige Recyclingquote der Batterien erreicht werden. Eine Fabrik hierzu ist für den Standort Nevada bereits in Planung. Als final Schritt der umfangreichen Entwicklungsplanung gab Musk zu verstehen, dass die Batterie künftig aktiv strukturelle Aufgaben im Fahrzeug übernehme – haben wir so schon von CATL gehört. Batteriepacks sollen weitestgehend in Strukturelemente des Fahrzeugs, ähnlich zu Treibstofftanks in Flugzeugtragflächen, übergehen.

Quelle: Tesla

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500 % mehr Energie würde 6x soviel Energie bedeuten. Es sind 400 % mehr.

Beeindruckend aus Insidersicht. Der Hype ist nun erst einmal einem gesunden Realismus mit Blick auf sehr interessante und bahnbrechende Entwicklungen gewichen. Ich finde das gut so.
Was ich allerdings vermisse ich die Batterien, die eine Lebensdauer von ca. 1 Mio Meilen haben sollen. Vielleicht ist das ja der Gefahr eines Osborne-Effektes geschuldet, man hat also bewusst noch nicht darüber gesprochen.

Ich bin einerseits leicht enttäuscht andererseits erleichtert. Was wäre passiert, hätte Tesla gestern eine ultimative neue Batterie vorgestellt und auch gleich in seine Fahrzeuge eingebaut? Die Occasionen von Tesla wären auf einen Schlag tausende € weniger Wert. So können Sie weiter ihre Fahrzeuge verkaufen und trotzdem die Konkurrenz vor sich hertreiben. Gut so, damit müssen sich alle Marktteilnehmer am Riemen reissen und sind ihrerseits gefordert. Zum Wohle des Kunden notabene. Wieder einmal ist Tesla der wahre Innovator. Während einige versuchen ihre Strategie mit PEHVs durchzudrücken. Innovation geht anders.

Wie kommen Sie zu ‚400% mehr Energie‘?
Niemand sonst auf der Welt kommt auch nur annähernd zu diesem Schluss.

Anders gesagt: In einen 20l Eimer passt mehr rein als in einen 10l Eimer. Sensationell ;-) Wird aber so formuliert das leicht der Eindruck entsteht man habe die Energiedichte (also Energie pro Volumen) massgeblich verbessert – ist bestimmt gar nicht beabsichtigt von Tesla, dieses Missverständnis ;-)

Sehr interessant und gut, darüber zu lesen. Was mich indes stört, wenngleich dies auch anderswo zu beobachten ist, ist die sehr hohe Fehlerzahl im Text. Es hagelt Rechtschreib-, Grammatik- und Schreibfehler! Das muss doch echt nicht sein. Bitte einfach einen Thesaurus nutzen, wenn man selbst an gewissen stellen unsicher ist und Schwächen hat. Dankeschön!

…es ist doch nicht an Tesla, dass man einen Hype hat. Den Hype verursachen doch vielmehr die Medien und aktienkursgeilen Kurzfristdenker, die bei jeder Ankündigung von Tesla eine Revolution erwarten. Was soll das? Wenn wir uns mal vor Augen halten, was Tesla in den letzten 8 Jahren an Revolutionen ausgelöst und realisiert hat, die zuvor niemand für möglich gehalten hatte, dann muss man mal wieder auf den Boden der Tatsachen zurückkommen. Ich finde die Bemühungen von Tesla sehr gut streng an den Kosten der Batterien zu arbeiten und zu optimieren, was zu optimieren geht. Das ist doch eine Leistung, denn hier wird an Technik entwickelt, die so vorher noch nicht da war. Und das das nicht innerhalb von wenigen Monaten marktreif ist und mal eben eine neue Fabrik aus dem Boden gestampft wird, ist eigentlich logisch. Die vorgestellte tabless (Fahnenlos) Technologie ist doch interessant. Bin gespannt, wie es damit weitergeht. Klar ist die dicke Zelle jetzt kein mega burner. Aber wenn es damit gelingt, die Akkukosten zu senken, die Kapazität zu halten bzw. zu steigern und laut Aussagen von Tesla das alles keine Nachteile durch Wärmeentwicklung etc. mit sich bringt, dann ist das doch genial. Geredet und geschrieben wird immer viel. Fakt ist heute, dass kein E-Auto bei den Akkus Tesla das Wasser reichen kann. Und ob der Lucid so toll wird, bleibt abzuwarten. Große Ankündigungen gab es schon viele und im Prinzip ist der Lucid Air auch nur ein überarbeitetes und auf dem Stand von 2019/2020 entwickeltes Model S. Bei weiten keine Revolution, wie es das Model S seiner Zeit war.

Mal nebenbei bemerkt: Daimler führt jetzt schon Feststoffakkus für Busse ein. Die Leistungsdaten sind beeindruckend. Das passiert ohne viel Tamtam in der Öffentlichkeit….

Die Überschriften müssen immer Reisser sein sonst wird der Artikel nicht gelesen, aber besser wäre in jedem Falle gewesen wenn die 56% Kosteneinsparung als Eyecatcher verwendet worden wären. Man brauch aber nicht Erbsenzählen den im Artikel ist ist der Fortschritt gut beschrieben. Hut ab Tesla.

@Djebasch „viel luft um nichts“
War vorher kein tesla fan, aber kann nur jedem raten, dieses event mal ganz anzuschauen:
https://youtu.be/l6T9xIeZTds
Da sieht man wie „gearbeitet“ wird ;)

Im vergleich zu anderen herstellern aber, seh ich tesla hier schon im vorteil, dass ist halt immer der unvoreingenommene blick auf „das problem“ den nur jemand haben kann, der eben nicht schon sein ganzes leben mit batterien in dem fall zu tun hat.
Klar kann in drei jahren auch noch einiges schiefgehn, aber im im kern halte ich das was präsentiert wird für möglich:

-trotz größerer zellen kann evtl die Wärme über die tabfreie kupfer(anode?) besser abgeleitet werden. (Video: sweetspot der zellgröse)
-das silizium soll polymerbeschichtet werden – mechanische problem wie bei ALLEN solidstatebatterien werden vermieden
-die trockenelektrode…

Also, wenn die anderen hersteller es erst kopieren, sind sie sicher langsamer.
Musk schließt ja auch nicht aus, technologie an andere zu verkaufen…
Aber im endeffekt denkt man hier halt ganzheitlich, alle probleme und möglichkeiten zusammen, und probiert nicht blind nur an einer ecke herum. Die einzelnen verbesserungen müssen halt auch zusammen funktionieren. So zumindest mein bescheidener eindruck

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