Tesla-Chef Elon Musk sagte im August, dass er noch 2022 die neuen 4680-Zellen in großem Maßstab herstellen wird. Von Reuters befragte Batterieexperten sind der Meinung, dass das wohl nicht klappen wird.

Einer der Erfinder der Lithium-Ionen-Batterie, Stan Whittingham, glaubt, dass Musk zu optimistisch war: "Ich denke, er wird es lösen, aber es wird nicht so schnell gehen, wie er möchte. Es wird einige Zeit dauern, es wirklich zu testen", so der Nobelpreisträger von 2019.

Tesla Battery Day 2020
Chart vom Battery Day: 4680-Zellen sollen wahre Wunderdinge tun

Die zylindrischen Batteriezellen im Format 4680 (mit 46 Millimeter Durchmesser und 80 mm Höhe) wurden von Musk schon vor zwei Jahren beim Battery Day vorgestellt. Sie sollen die Batteriekosten radikal senken. Bei einem Model Y sollen die Kosten für die Batterie um 5.500 Dollar niedriger ausfallen als bei den bisher verwendeten 2170-Zellen, so die Fachleute.

Das entspräche einer Halbierung der Batteriekosten. Von diesen Kostensenkungen konnte Tesla aber bisher nur 2.000 bis 3.000 Dollar realisieren. Diese Einsparungen seien darauf zurückzuführen, dass die Zellen größer sind als die 2170-Zellen.

Der Rest der Einsparungen soll durch die trockene Beschichtung der Elektroden zustande kommen. Und hier hat Elon Musk Schwierigkeiten mit der Skalierung. Mit anderen Worten: Er kann die Zellen zwar in kleinerem Maßstab produzieren, aber nicht in den benötigten Mengen. Vor Ende des Jahres wird es schwierig sein, den neuen Beschichtungsprozess zum Laufen zu kriegen, sagten die Experten.

Tesla Battery Day 2020
Battery Day: 4680-Zellen sollen mehr Reichweite und geringere Kosten bringen als 2170er

Die Trockenbeschichtung von Elektroden soll das kompliziertere und teurere Nassbeschichtungsverfahren ersetzen. Bei Letzterem müssen die Beschichtungs-Materialien mit Lösungsmitteln gemischt werden. Nach dem Auftragen müssen die Elektroden in riesigen Öfen getrocknet werden, wobei die giftigen Lösungsmittel zurückgewonnen werden müssen – das treibt die Kosten.

Tesla Battery Day 2020
Battery Day: Beim traditionellen Nassverfahren entstehen viele Nebenprodukte und Abwasser

An das Know-how zur Trockenbeschichtung kam Tesla 2019 heran, und zwar durch die Übernahme von Maxwell Technologies. Die Firma verwendete das Verfahren für Ultrakondensatoren. Diese sind allerdings kleiner als die 4680-Zellen, so dass die Übertragung schwierig ist. 

Im Jahr 2022 begann Tesla mit der Produktion der 4680-Zellen mit Trockenbeschichtung, zunächst in der Kato Road Facility in der Nähe von Fremont (Kalifornien), später in der neuen Gigafactory in Austin. Doch die Ausbeute ist so gering, dass die erhofften Kosteneinsparungen sich bisher nicht realisieren ließen, so einer der Experten.

Die Experten lieferten auch Beispiele für Einsparungen, die ohne die Trockenbeschichtung möglich sind. So enthält ein Model Y mit 2170er-Batterie 4.400 Zellen, während von den größeren 4680-Zellen nur 830 nötig sind. Damit verringert sich auch die Zahl der Schweißpunkte: Bisher waren vier pro Zelle nötig, also 17.600. Bei einem 4680er-Paket sind nur zwei Punkte pro Zelle nötig, also insgesamt 1.660. Auch bei den Anschlüssen und anderen Komponenten ergäben sich Einsparungen.

Ein weiterer Vorteil ist der robustere Außenmantel, durch den die Zellen nun zu einem starren, wabenartigen Paket zusammengeklebt werden können, das dann direkt mit der Karosserie verbunden wird. Einen Eindruck von dem durch zähen Kunststoff zusammengeklebten Zellen vermittelte kürzlich der Teardown des Model Y durch den bekannten Elektroauto-Experten Sandy Munro. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, die Zellen zu Modulen zusammenzupacken. Durch diesen "Cell to Vehicle"-Ansatz verringere sich auch das Batteriegewicht um 25 Kilo oder mehr, und die Kosten sänken um 500 bis 600 Dollar.

Die Einsparungen, die Tesla bereits erzielt hat, könnten Tesla einen Vorsprung vor der Konkurrenz geben, glauben die Fachleute. Der Knackpunkt aber bleibt die Beherrschung der Trockenbeschichtung. Damit könnte Tesla vielleicht auch das versprochene 25.000-Dollar-Elektroauto mit Gewinn verkaufen.