Der Tesla-Battery-Day

Am Dienstag, den 22. September 2020, war es soweit. Tesla hatte schon seit einiger Zeit angekündigt, am Tesla Battery Day Großes zu präsentieren und eine Revolution der Akku-Technologie angekündigt.

Mit einigen Neuerungen bei den Batteriezellendesigns sowie modernen Produktionsmethoden wird zum Einen eine Erhöhung der Reichweite um 54% und zum Anderen eine starke Kostenreduktion pro kWh Kapazität um 56% erwartet. Mit effizienteren Fertigungstechniken sollen auch bei den Produktionsanlagen selbst die Kosten um ganze 69% sinken. Aktuell sind umfangreiche Tests im Tesla-Werk in Fremont im Gange. In etwa 12 bis 18 Monaten soll die neue Technologie dann einsatzfähig sein und innerhalb von 3 Jahren in der vollen Kapazität verfügbar sein.

Die neue Batteriezelle

Um die gewünschten Werte zu erreichen, hat Tesla einen neuen Batteriezellentyp, die sogenannte 4680-Zelle entwickelt. Diese neue Zelle hat einen Durchmesser von 46mm und eine Länge von 80mm und wird die bisherigen 1865- und 2170-Zellen ersetzen. Bereits die Anpassung des Formates 1865 auf das seit dem Jahr 2017 verwendete Format 2170 führte zu 50% mehr Energiespeicherung in den Zellen. Das mittlerweile vor 3 Jahren publizierte Design brachte jedoch den Nachteil, dass die Hitzeabfuhr und damit die Ladegeschwindigkeit beim Schnellladen problematischer sind.

Aus genau diesem Grund musste für das neue Zellenformat auch ein gänzlich neues Design entworfen werden. Bisher hatte jede Zelle nur einen einfachen Kontakt zum Laden. Das neue Design sieht vor, dass das Metall der Batterien bei der Wicklung auf beiden Seiten (Anode und Kathode) gefalten wird, was dazu führt, dass eine durchgängige Kontaktreihe entsteht und die Ladegeschwindigkeit nahezu unabhängig vom Zellendurchmesser auf demselben Niveau gehalten werden kann.

Die neu vorgestellte 4680-Zelle ist somit in der Lage, 5 mal mehr Energie speichern zu können, 6 mal mehr Leistung und eine um 16% gesteigerte Reichweite zu bieten.

Der Produktionsmechanismus & neue Materialien

Die Akkuproduktion wird in deutlich weniger Prozessschritten geschehen können und die Maschinen mit einer deutlich höheren Geschwindigkeit laufen. Somit werden weniger Fabriken benötigt, da an weniger Standorten das gleiche Kontingent an Batterien gefertigt werden kann. Auch diese Faktoren tragen zu einer höheren Effizienz und geringeren Kosten bei.

Die Materialien werden ebenfalls überarbeitet und tragen zu geringeren Kosten bei. So wird beispielsweise das bisher in den Lithiumionen als Elektrodenmaterial verwendete Graphit durch das viel preiswertere Element Silizium ersetzt werden. Bei den Kathodenmaterialien wird bei den neuen Zellen vollständig auf Kobalt verzichtet werden können und stattdessen auf andere Stoffe der Fokus gelegt.

Die Struktur wird zukünftig auch überarbeitet und die Batteriezellen in die Fahrzeugstruktur integriert werden. Das sorgt einerseits für eine Gewichtsersparnis, aber auch für eine erhöhte Steifigkeit des Fahrzeuges, eine bessere Fahrdynamik und mehr Sicherheit bei seitlichen Auffahrunfällen.

Resultat

Durch das Zusammenspiel dieser Neuerungen möchte Tesla die derzeit abflachende Kurve der Kostenreduktion pro kWh Batteriekapazität wieder signifikant zum Sinken bringen.

Weitere Neuigkeiten vom Tesla-Battery-Day

Neben der Revolutionierung der Batterietechnik hat Tesla auch die bereits in der Vergangenheit angekündigte Plaid-Version des Model S vorgestellt. Diese wird ab Ende 2021 verfügbar sein und neben einem dreimotorigen Antrieb mit einer Sprintzeit von 0 auf 100km/h in 2,1 Sekunden und einer Höchstgeschwindigkeit von ganzen 320km/h auch eine Reichweite von enormen 840km bieten.

Außerdem hat Tesla Pläne angekündigt, 2023 ein Elektrofahrzeug für die Masse um 25.000 US-Dollar auf den Markt zu bringen damit auch für mehr Menschen die Elektromobilität leistbar wird.