Teslas 4680-Superakku macht noch Probleme: Daran krankt die Massenproduktion (2024)

08. September 2022 | Tobias Stahl

Große Hoffnungen ruhen bei Tesla auf der neuen Batterie mit dem Formfaktor 4680: Sie soll Reichweite und Leistung der Fahrzeuge verbessern und die Produktionskosten für E-Auto-Akkus senken. Warum Experten bezweifeln, dass Elon Musk sein Versprechen einer Großproduktion bis Ende 2022 halten kann.

Vor einigen Wochen lieferte der japanische Elektronikkonzern Panasonic die ersten Exemplare der lang erwarteten 4680-Batteriezellen an Tesla aus – EFAHRER.com berichtete. Zudem produziert der Autobauer inzwischen auch eigene Batteriezellen mit diesem Formfaktor. Tesla hatte die Zellen vor rund zwei Jahren im Rahmen des unternehmenseigenen"Battery Day"vorgestellt und große Hoffnungen an den neuen Formfaktor geknüpft:Die Bezeichnung "4680" bezieht sich auf den Durchmesser der Rundzellen von 46 Millimetern und die Länge von 80 Millimetern.Die Zelle soll die Reichweite und Leistung von Tesla-Fahrzeugen verbessern und gleichzeitig dabei helfen, die Produktionskosten für E-Auto-Akkus zu senken.

Gerade die Senkung der Produktions- und damit auch der Verkaufskosten seiner Elektrofahrzeuge ist ein zentrales Element von Teslas Ziel, ab 2030 jährlich 20 Millionen Elektrofahrzeuge zu verkaufen.Die gute Nachricht: Tesla konnte offenbar durch den Einsatz der größeren Zellen sowie teils durch ein neues Verfahren zur Trockenbeschichtung der Elektroden die Batterie-Produktionskosten des Model Y halbieren. Damit könnte der US-Autobauer mehr als acht Prozent des US-Einstiegspreises des Stromers einsparen, wie Batterieexperten mit Verbindungen zum Unternehmen gegenüber der Nachrichtenagentur Reuters erklärten. Die schlechte Nachricht: Tesla ist wohl erst auf halbem Weg zur Serienfertigung.

Der Erfolg des neuen Formfaktors wäre zentral für die Entwicklung eines 25.000-Dollar-Elektroautos

So lautet das Urteil von zwölf Experten, die enge Verbindungen zu Tesla haben oder mit der neuen Technologie vertraut sind. Dass Tesla Probleme mit der neuen Zelle hat, liegt den Experten zufolge daran, dass die Trockenbeschichtungstechnik, die bei der Herstellung verwendet wird, neu und unerprobt ist. Daher habe das Unternehmen Schwierigkeiten, die Produktion so weit zu skalieren, dass die großen Kosteneinsparungen auch zum Tragen kommen. "Sie sind einfach noch nicht bereit für die Massenproduktion", sagte einer der Experten, der Tesla nahesteht. Dennoch könnten die Fortschritte, die Tesla in den vergangenen zwei Jahren bei der Senkung der Batterie-Produktionskosten gemacht hat, dazu beitragen, die Gewinne zu steigern und den Vorsprung vor den meisten Elektroauto-Konkurrenten auszubauen.

Die von Musk versprochenen Verbesserungen hinsichtlich Batteriekosten und Leistung werden von den Anlegern als entscheidend für Teslas Bestreben angesehen, ein 25.000-Dollar-Elektroauto auf den Markt zu bringen und gewinnbringend zu verkaufen. Das wiederum wäre ein wichtiges Element für die Erreichung der für 2030 gesteckten Verkaufsziele.

„Ich denke, er wird es schaffen, aber nicht so schnell, wie er möchte.“

Von den zwölf Batterieexperten, mit denen Reuters gesprochen hat, haben neun enge Verbindungen zu Tesla, und drei der neun haben die neue und alte Batterietechnologie von Tesla in- und auswendig kennengelernt, indem sie sie zerlegt haben. Die Quellen prognostizieren nun, dass es für Tesla schwierig werden dürfte, das neue Herstellungsverfahren der Trockenbeschichtung vor Ende dieses Jahres oder vielleicht sogar erst 2023 vollständig umzusetzen.

Stan Whittingham, Miterfinder der Lithium-Ionen-Batterien und Nobelpreisträger 2019, glaubt, dass Tesla-Chef Elon Musk den Zeitrahmen für die Kommerzialisierung der neuen Technik zu optimistisch eingeschätzt hat. „Ich denke, er wird es schaffen, aber nicht so schnell, wie er möchte. Es wird einige Zeit dauern, um es wirklich zu testen“, sagte er.

Im August hatte Musk seinen Aktionären mitgeteilt, dass Tesla bis Ende 2022 große Mengen an 4680-Batterien produzieren werde. Den Experten zufolge hat Tesla die Batteriekosten des Model Y bisher jedoch nur um 2.000 bis 3.000 US-Dollar gesenkt, was etwa der Hälfte der Einsparungen entspricht, die Tesla für die vor zwei Jahren vorgestellte 4680-Batterie geplant hatte. Diese Einsparungen seien zudem hauptsächlich auf das Design der 4680-Zellen zurückzuführen, währenddas wichtigste Element für Kostensenkungen die Trockenbeschichtungstechnologie sei, die Musk als revolutionär, aber schwierig in der Umsetzung bezeichnet hat.

Die Beschichtungstechnologie war ursprünglich für Ultrakondensatoren gedacht

Tesla hatte in diesem Jahr mit der Herstellung von 4680-Trockenzellen begonnen, zunächst in einem Pilotprojekt in der Nähe seines Stammwerks in kalifornischen Fremont und seit Kurzem auch in seinem neuen globalen Hauptsitz in Austin, Texas. Die Technologie soll es Tesla ermöglichen, das ältere, komplexere und teurere Nassbeschichtungsverfahren abzuschaffen. Letzteres benötigt eine beträchtliche Menge an Strom, Maschinen, Fabrikfläche, Zeit und viele Arbeitskräfte.

Um die Elektroden im Nassverfahren zu beschichten, mischen die Batteriehersteller die Materialien mit toxischen Bindemitteln. Nach dem Beschichten werden die Elektroden in riesigen Öfen getrocknet, wobei die toxischen Lösungsmittel, die dabei verdampfen, zurückgewonnen, aufbereitet und recycelt werden müssen, was die Kosten in die Höhe treibt. Bei der neuen Technologie nutzt man verschiedene Bindemittel für die Beschichtung der Elektroden, wobei kaum Flüssigkeiten zum Einsatz kommen, sodass sie nicht getrocknet werden müssen. Das macht das Verfahren billiger, schneller und weniger umweltschädlich.

Die Technologie, die Tesla 2019 dem US-Unternehmen Maxwell Technologies für 200 Millionen Dollar abgekauft hat, war eigentlich für Ultrakondensatoren entwickelt worden. Die Herausforderung bei der Beschichtung von Elektroden für Elektroautobatterien besteht nun darin, dass diese viel größer und dicker sind, was es schwierig macht, sie mit gleichbleibender Qualität bei Massenproduktions-Geschwindigkeiten zu verarbeiten.

„Sie können in kleinen Mengen produzieren, aber als sie mit der Massenproduktion begannen, hatte Tesla am Ende zu viele Ausschussstücke“, sagte eine der Quellen mit Verbindungen zu Tesla gegenüber Reuters. Die Produktionsausbeute sei so gering gewesen, dass alle erwarteten Kosteneinsparungen durch das neue Verfahren verloren gingen, so die Quelle.

Wenn alle potenziellen Effizienzsteigerungen durch die Trockenbeschichtung und die größeren Zellen realisiert werden, dürften die Herstellungskosten für das 4680er-Batteriepaket des Model Y auf 5.000 bis 5.500 US-Dollar sinken – etwa die Hälfte der Kosten des älteren 2170er-Pakets, so die Quellen.

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