Austin, Texas - Elon Musk sagt, Prototypen seien einfach, die Produktion sei die Hölle. Und wenn es um den lang erwarteten Cybertruck geht, Tesla ist Die Hölle ist ihr bahnbrechender 4680 austauschbare Akkus.

Tesla lieferte letzten Monat den ersten seiner futuristischen, mit Edelstahl beschichteten Elektro-Pickups aus, und CEO Musk sagte im Oktober, dass das Unternehmen wahrscheinlich irgendwann im Jahr 2025 eine jährliche Produktionsrate von einer Viertelmillion Fahrzeugen erreichen werde.

Von einem solchen Produktionstempo ist Tesla jedoch noch weit entfernt, und einer der größten Engpässe ist die Geschwindigkeit, mit der die im Cybertruck verwendeten 4680-Batterien mit der neuen Trockenbeschichtungstechnologie hergestellt werden können, sagten neun mit der Angelegenheit vertraute Personen.

Laut Reuters produziert Teslas Giga-Werk in Texas derzeit 4680 Batteriezellen mit einer Rate, die nur ausreicht, um etwa 24,000 Cybertrucks pro Jahr anzutreiben, was etwa einem Zehntel der erforderlichen Leistung entspricht Berechnungen Basierend auf einer Kombination aus öffentlichen Daten und unveröffentlichten Zahlen aus Quellen.

Die Möglichkeit, die Batterieleistung durch die Trockenbeschichtung von Elektroden – anstelle der langsameren und kostspieligeren Nassbeschichtung – massiv zu steigern, war ein Schlüsselfaktor für Teslas Prognosen für das Jahr 2020, wonach die Batteriekosten mehr als halbiert, die Investitionen erheblich gesenkt und mehr geschaffen werden würden kleinere, umweltfreundlichere Fabriken.

Die neun Personen, die aufgrund der Sensibilität der Angelegenheit unter der Bedingung anonym zu bleiben, mit Reuters sprachen, sagten, Tesla habe die Trockenbeschichtung noch nicht im industriellen Maßstab geknackt, der erforderlich sei, um 4680-Batterien schnell genug herzustellen, um seine Produktionsziele zu erreichen.

Die Leute sagten, die Trockenbeschichtung der Anode in den 4680-Zellen sei unproblematisch, aber Tesla hatte mit der gleichen Technik bei der Kathode zu kämpfen – der teuersten Komponente einer Batterie.

Laut Yuan Gao, einem Berater für Batterietechnologie, hat sich die Trockenbeschichtung von Anoden und Kathoden im Labor sowie bei kleineren Energiespeichergeräten wie Superkondensatoren und sogar einigen kleinen Batterien bewährt.

„Aber bisher hat das noch niemand für große Elektrofahrzeugbatterien in großem Maßstab und mit ausreichend hoher Geschwindigkeit geschafft. Tesla ist der erste, der versucht, dies zu kommerzialisieren“, sagte Gao, der seit drei Jahrzehnten in der Branche tätig ist.

„Die Herausforderung besteht darin, dass Tesla nicht nur den Prozess vergrößern und beschleunigen muss, sondern auch eigene Geräte und Werkzeuge entwickeln muss. Es ist gelinde gesagt entmutigend“, sagte er.

Tesla antwortete nicht auf detaillierte Fragen von Reuters zu dieser Geschichte.

Den Code knacken

Drei der Quellen zufolge umfassen die 4680 Batterien in Cybertrucks schätzungsweise 1,360 Einzelzellen.

Das bedeutet, dass Tesla machen müsste 340 Millionen Zellen pro Jahr oder fast eine Million pro Tag, um 250,000 der Elektro-Pickups zu versorgen, die mit Konkurrenten wie dem von Ford in einen heißen Markt eintreten F-150 Lightning, Rivians R1T und eine elektrische Hummer für General Motors.

Derzeit dauert die Herstellung von 16 Millionen 10-Zellen in Teslas Werk in Austin etwa 4680 Wochen. Dies geht aus Berechnungen von Reuters hervor, die auf Zahlen von Tesla basieren und von den drei Quellen bestätigt wurden.

Das entspricht 32.5 Millionen Zellen im Jahr, also genug für knapp 24,000 Pickups – und das nur für den Cybertruck.

Tesla möchte 4680-Batterien auch zum Antrieb anderer Fahrzeuge verwenden, insbesondere des 25,000-Dollar-Kleinwagens, den das Unternehmen bis Mitte der 2020er Jahre auf den Markt bringen will.

Tesla verfügt in Fremont, Kalifornien, über eine begrenzte Produktionskapazität für 4680-Zellen, sein dortiges Werk dient jedoch hauptsächlich der Pilotproduktion. Panasonic, einer der langjährigen Batterielieferanten von Tesla, plant den Bau von mindestens zwei Werken in den USA, hat beim ersten Werk jedoch gerade erst den Grundstein gelegt.

Zwei der neun mit der Angelegenheit vertrauten Personen glauben, dass Teslas Fortschritte bei der Ausweitung der 4680-Produktion wahrscheinlich an Fahrt gewinnen werden, insbesondere sobald das Produktions-Know-how auf einer Produktionslinie stabil ist.

Sie sagten, Tesla habe sich darauf konzentriert, solides Know-how aufzubauen, um Batterien beim ersten Mal fehlerfrei herzustellen. Es ist ein zeitaufwändiger Prozess, aber „sobald man den Code geknackt und Stabilität hergestellt hat, läuft es exponentiell ab“, sagte einer von ihnen.

„Die Geschwindigkeit würde zunehmen. „Bei der Trockenbeschichtung gibt es bereits viel Traktion“, sagte die Person.

Teslas Batteriezar Drew Baglino sagte im Oktober, dass das Unternehmen derzeit 4680-Zellen auf zwei Produktionslinien in Austin produziert und plant, dort in zwei Phasen insgesamt acht Linien zu installieren, wobei die letzten vier Ende 2024 in Betrieb gehen sollen.

Dennoch sagte einer der beiden, dass es kein Kinderspiel sei, etabliertes Know-how von einer Produktionslinie auf die nächste zu übertragen.

Die Quelle sagte, dass nur etwa 5 % der Zellen, die in profitablen Produktionslinien hergestellt werden, aufgegeben werden, aber die Ausschussrate könnte auf 30 bis 50 % steigen und dort mehrere Monate lang verharren, wenn jede neue Linie in Betrieb genommen wird.

Einer der Quellen zufolge erwies sich Teslas Trockenbeschichtungsverfahren für Kathoden als nicht schneller als das alte Nassverfahren, obwohl die Ausschussraten auf nur 10 bis 20 % gesunken seien.

Baglino antwortete nicht auf Anfragen nach Kommentaren zu dieser Geschichte.

„Klebrige Sauerei“

Den Quellen zufolge hatte Tesla Mühe, die Kathodenmaterialien, zu denen Lithium, Mangan und Nickel gehören, mit einem Bindemittel zu mischen und sie auf eine Metallfolie zu kleben, um eine Kathode herzustellen – ohne den Einsatz von Feuchtigkeit.

Zwei der Personen sagten, dass das Verfahren bei kleinen Mengen funktionierte, aber als Tesla versuchte, es zu vergrößern, wurde viel Hitze erzeugt und dadurch schmolz das Bindemittel, bei dem es sich nach einer der Quellen um Polytetrafluorethylen, besser bekannt als Teflon, handelte.

„Wenn man den Kleber schmilzt, wird ziemlich bald alles zu einem großen Klumpen klebriger Sauerei“, sagte eine andere Quelle.

Ebenso problematisch für Tesla seien die Maschinen, mit denen die Metallfolie beschichtet wird, um Batterieelektroden herzustellen – Geräte, die riesigen Zeitschriften- und Zeitungsdruckmaschinen mit großen Walzen ähneln, sagten die Quellen.

Um die Zellproduktion zu beschleunigen, versucht Tesla, mehrere Magnetfolienstreifen gleichzeitig und mit hoher Geschwindigkeit mit aktiven Batteriematerialien zu beschichten.

Dafür sind große, breite Walzen und ein enormer Kraftaufwand nötig, um die Materialien auf die Folie zu pressen. Da die Walzen jedoch groß und breit sind, erweist es sich als Herausforderung, den Druck gleichmäßig auszuüben, so die Quellen.

Und wenn der Druck nicht gleichmäßig ausgeübt wird, erhält Tesla Elektroden mit ungleichmäßiger Oberfläche und Dicke, die für seine Batteriezellen keinen Nutzen mehr haben und verschrottet werden müssen, so die Quellen.

Vielleicht noch problematischer ist, dass Baglino von Tesla bei einem Kamingespräch auf einer Batteriekonferenz im März erzählte, dass Tesla immer noch ein völlig neues Qualitätsverifizierungssystem aufbaue, um Zellen mit Mängeln in der Beschichtung aussortieren zu können.

Eine der mit der Angelegenheit vertrauten Quellen sagte ausdrücklich, es gehe um den Aufbau einer Dateninfrastruktur rund um Teslas Batterieentwicklung, -herstellung und den Einsatz vor Ort, da die Mängel in einigen Fällen in der Beschichtung verborgen seien und erst einige Monate später sichtbar würden die Straße.

Mit anderen Worten: Tesla weiß noch nicht genau, welche Trockenzellen gut sind und welche entsorgt werden müssen, sagte die Quelle.

(Berichterstattung von Norihiko Shirouzu in Austin und Paul Lienert in Detroit; Redaktion von David Clarke)

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• Quelle: https://www.autoblog.com/2023/12/21/austin-we-have-a-problem-tesla-descends-into-battery-hell/