Teslas geheime Batterien – Lebensdauer, Kosten, beeindruckende Gewinnspannen

Teslas geheime Batterien – Lebensdauer, Kosten, beeindruckende Gewinnspannen

New Yok, 22.5.2020

Der Elektroautohersteller Tesla Inc. plant die Einführung einer neuen kostengünstigen, langlebigen Batterie in seiner Modell-3-Limousine in China im Laufe dieses Jahres oder zu Beginn des nächsten Jahres, von der er erwartet, dass sie die Kosten von Elektrofahrzeugen mit denen von Benzinmodellen in Einklang bringt und es EV-Batterien ermöglicht, eine zweite und dritte Lebensdauer im Stromnetz zu erreichen.

Seit Monaten hat Tesla-Chef Elon Musk Investoren und Rivalen mit dem Versprechen an der Stange gehalten, er werde während eines „Battery Day“ Ende Mai bedeutende Fortschritte in der Batterietechnologie enthüllen.

Neue, preisgünstige Batterien, die für eine Lebensdauer von einer Million Kilometern ausgelegt sind und es dem elektrischen Teslas ermöglichen, sich zum gleichen oder niedrigeren Preis als ein Benzinfahrzeug gewinnbringend zu verkaufen, sind nur ein Teil von Musks Agenda.

Mit einer weltweiten Flotte von mehr als 1 Million Elektrofahrzeugen, die an das Stromnetz angeschlossen werden können und sich den Strom teilen können, ist es das Ziel von Tesla, den Status eines Energieunternehmens zu erreichen, das mit traditionellen Energieversorgern wie Pacific Gas & Electric und Tokyo Electric Power konkurriert, sagten diese Quellen.

Die neue „Millionen-Meilen“-Batterie, die im Mittelpunkt von Teslas Strategie steht, wurde gemeinsam mit Chinas Contemporary Amperex Technology Ltd entwickelt und setzt eine Technologie ein, die von Tesla in Zusammenarbeit mit einem Team von akademischen Batterieexperten entwickelt wurde, die von Musk rekrutiert wurden, drei Personen, die mit den Bemühungen vertraut sind, sagten.

Schließlich sollen verbesserte Versionen der Batterie mit größerer Energiedichte und Speicherkapazität und noch geringeren Kosten in weiteren Tesla-Fahrzeugen in anderen Märkten, einschließlich Nordamerika, eingeführt werden, teilten die Quellen mit.

Über Pläne , die neue Batterie zuerst in China auf den Markt zu bringen, und seine umfassendere Strategie zur Neupositionierung des Unternehmens lehnte Tesla jeden Kommentar ab.

Die neuen Batterien von Tesla werden sich auf Innovationen wie kobaltarme und kobaltfreie Batteriechemie und die Verwendung von chemischen Zusätzen, Materialien und Beschichtungen stützen, die den internen Stress reduzieren und es den Batterien ermöglichen, mehr Energie über längere Zeiträume zu speichern.

Tesla plant außerdem die Einführung neuer, hoch automatisierter Hochgeschwindigkeits-Batterie-Herstellungsverfahren, die die Arbeitskosten senken und die Produktion in massiven „Tera-Fabriken“ steigern sollen, die etwa 30 Mal so groß sind wie die ausgedehnte „Giga-Fabrik“ des Unternehmens in Nevada – eine Strategie, die Ende April einigen Analysten von Musk per Telegramm mitgeteilt wurde.

Tesla arbeitet über seine Tochtergesellschaft Redwood Materials an der Wiederverwertung und Rückgewinnung von so teuren Metallen wie Nickel, Kobalt und Lithium sowie an neuen „Second-Life“-Anwendungen von Elektrofahrzeugbatterien in Netzspeichersystemen, wie dem, das Tesla 2017 in Südaustralien gebaut hat. Der Autohersteller hat auch erklärt, dass er Verbraucher und Unternehmen mit Elektrizität versorgen will, hat aber keine Einzelheiten genannt.

Laut einem Bericht von Reuter, der im Februar erschienen war, berichtete Tesla man sei im Gespräch mit CATL weit vorangkommen, Gesprächen war, um die Lithium-Eisenphosphat-Batterien von CATL zu verwenden, die kein Kobalt, das teuerste Metall in EV-Batterien, verwenden.

CATL hat auch eine einfachere und kostengünstigere Art der Verpackung von Batteriezellen entwickelt, die Cell-to-Pack genannt wird und den mittleren Schritt der Bündelung von Zellen überflüssig macht. Es wird erwartet, dass Tesla diese Technologie nutzen wird, um das Gewicht und die Kosten von Batterien zu reduzieren.

Den Quellen zufolge plant CATL auch, Tesla in China im nächsten Jahr mit einer verbesserten Nickel-Mangan-Kobalt (NMC)-Batterie mit langer Lebensdauer zu beliefern, deren Kathode zu 50% aus Nickel und nur zu 20% aus Kobalt besteht.

Tesla stellt nun gemeinsam mit Panasonic in einer „Giga-Fabrik“ in Nevada Nickel-Kobalt-Aluminium-Batterien (NCA) her und kauft NMC-Batterien von LG Chem in China. Panasonic lehnte eine Stellungnahme ab.

Zusammengenommen zielen die Fortschritte in der Batterietechnologie, die Strategie der Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten von EV-Batterien und die Fertigungsautomatisierung in großem Maßstab auf dasselbe Ziel ab: Die Überarbeitung der Finanzmathematik, die bisher den Kauf eines Elektroautos für die meisten Verbraucher teurer gemacht hat als das Festhalten an kohlenstoffemittierenden Verbrennungsfahrzeugen.

„Wir müssen wirklich sicherstellen, dass wir eine sehr steile Rampe in der Batterieproduktion bekommen und die Kosten pro Kilowattstunde der Batterien weiter verbessern – das ist sehr grundlegend und extrem schwierig“, sagte Musk im Januar zu Investoren. „Wir müssen die Batterieproduktion auf ein verrücktes Niveau anheben, das die Menschen heute noch nicht einmal erahnen können“.

Tesla hat drei Quartale in Folge Betriebsgewinne verzeichnet, wodurch sich der Aktienkurs in diesem Jahr fast verdoppelt hat. Dennoch hängen die ehrgeizigen Expansionspläne von Musk von der Steigerung sowohl der Gewinnspannen als auch des Umsatzvolumens ab.

Eine Reihe der technischen Fortschritte, die Tesla und CATL auf dem Gebiet der Batteriechemie und des Batteriedesigns erzielt haben, haben ihren Ursprung in einem kleinen Forschungslabor an der Dalhousie University in Halifax, Nova Scotia. Das Labor wird seit 1996 von Jeff Dahn geleitet, einem Pionier in der Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge und Netzspeicher.

Dahn und sein Team begannen Mitte 2016 eine exklusive fünfjährige Forschungspartnerschaft mit Tesla, aber die Beziehung reicht mindestens bis 2012 zurück. Zu den kritischen Beiträgen aus Dahns Labor gehören Chemische Zusätze und nanotechnologische Materialien, um Lithium-Ionen-Batterien widerstandsfähiger gegen Quetschungen durch Belastungen wie Schnellladung zu machen und so ihre Lebensdauer zu verlängern.

Die Kosten für die kobaltfreien Lithium-Eisenphosphat-Batteriepakete von CATL sind unter 80 Dollar pro Kilowattstunde gefallen, wobei die Kosten für die Batteriezellen unter 60 Dollar/kWh gesunken sind, so die Quellen. Die Kosten für die kobaltarmen NMC-Batteriepacks von CATL liegen bei fast 100 $/kWh.

Führungskräfte der Autoindustrie haben gesagt, dass 100 $/kWh für Batteriepacks das Niveau ist, bei dem Elektrofahrzeuge in etwa mit den Verbrenen gleichziehen.

Die Batterieexpertin Shirley Meng, Professorin an der Universität von Kalifornien in San Diego, sagte, dass NMC-Zellen nur 80 $/kWh kosten, wenn Recycling und Rückgewinnung von Schlüsselmaterialien wie Kobalt und Nickel berücksichtigt werden. Eisenphosphat-Batterien, die sicherer als NMC sind, könnten in stationären Netzspeichersystemen ein zweites Leben finden, wodurch sich die Anschaffungskosten dieser Batterien für die Käufer von Elektrofahrzeugen verringern würden

Im Vergleich dazu werden die neuen Niedrigkobaltbatterien, die gemeinsam von General Motors Co und LG Chem entwickelt werden, laut einer Quelle, die mit der Arbeit der Unternehmen vertraut ist, voraussichtlich nicht vor 2025 dieses Kostenniveau erreichen. GM lehnte es ab, sich zu seinen Kostenzielen zu äußern. Anfang dieses hiess es lediglich, dass man plane, „die Kosten der Batteriezellen unter 100 $/kWh zu senken“, ohne einen Zeitplan anzugeben.