Trockenbeschichtung der Kathoden noch immer nicht im Griff
Die Produktion der 4680-Zellen ist weiterhin ein Flaschenhals bei der Fertigung des Tesla Cybertruck. Ab 2025 will Elon Musk 250.000 Stück von dem Elektro-Pick-up bauen, doch derzeit können nur Zellen für rund 24.000 Cybertrucks pro Jahr gefertigt werden.
Das Hauptproblem scheint die “Dry Battery Electrode”-Technik (DBE) zu sein, also die Beschichtung der Elektroden ohne Lösungsmittel. Tesla beherrscht die Trockenbeschichtung nach wie vor nicht im industriellen Maßstab, berichtet Reuters unter Berufung auf anonyme Insider.
Die Trockenbeschichtung der Anode (also der negativen Elektrode) sei unproblematisch, aber bei der Kathode (dem Pluspol) gibt es Probleme. Tesla ist der erste Hersteller, der versucht, die Trockenbeschichtung auf große Batterien anzuwenden. Dazu muss Tesla sogar die Produktionsmaschinen selbst entwickeln.
Das traditionelle Nassverfahren zur Elektroden-Beschichtung ist aufwendig (Slide vom Tesla Battery Day)
Nach den anonymen Hinweisgebern besteht die Batterie des Cybertruck aus etwa 1.360 Zellen. Für 250.000 Autos pro Jahr wären also 340 Millionen Zellen nötig. Derzeit dauert die Herstellung von 10 Millionen Zellen aber etwa vier Monate, wie aus Berechnungen von Reuters hervorgeht, die von den Quellen bestätigt wurden. Das entspricht nur 32,5 Millionen Zellen im Jahr, also genug für etwa 24.000 Cybertruck-Modelle.
Teslas Batteriefachmann Drew Baglino sagte im Oktober, Tesla produziere die 4680-Zellen in Austin auf zwei Produktionslinien. Ein Ausbau auf acht Linien sei geplant, und die letzten vier sollten Ende 2024 in Betrieb gehen.
Derzeit sei die Trockenbeschichtung der Kathoden nicht als schneller als das alte Nassverfahren, sagte eine Quelle, obwohl die Ausschussquote auf 10 bis 20 Prozent gesunken sei.
Beim DBE-Verfahren müssen die aktiven Kathoden-Materialien (unseres Wissens NMC) mit einem Bindemittel vermengt werden, das dann auf dünne Metallfolien (die Elektroden) aufgebracht wird. Bei kleinen Mengen funktioniere das, so die Quellen, aber beim Hochskalieren entstand zu viel Wärme. Dadurch schmolz das Bindemittel, bei dem es sich angeblich um Polytetrafluorethylen (PTFE, auch als Teflon bekannt) handelt. PTFE schmilzt bei 327 Grad. Wenn das PTFE schmilzt, wird “alles zu einem großen Klumpen klebrigen Mischmaschs”, sagte eine Quelle.
Dünne Folien werden mit Batteriematerialien beschichtet: Das so genannte Kalandrieren in der Batteriezell-Fertigung von VW
Dabei ist es offenbar auch schwierig, herauszufinden, welche Zellen schlecht beschichtet wurden. Im März erzählte Baglino, dass Tesla immer noch an einem System zur Qualitätssicherung arbeite.
Unter dem Strich
Die Herstellung der 4680-Zellen macht Tesla noch immer Probleme. Es gelingt noch nicht, das so genannte DBE-Verfahren, also die Trockenbeschichtung, auf die Kathoden anzuwenden. So können derzeit nur Zellen für rund 24.000 Cybertrucks jährlich produziert werden. Dabei will Tesla 250.000 Cybertrucks jährlich produzieren, und die Zellen künftig auch für das geplante 25.000-Dollar-Modell verwenden.
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Quelle: Reuters
