hirdetés
hirdetés

Elektromos autózás

Tesla Battery Day: Felére csökkenhet az akkumulátorgyártás költsége

Elon Musk bejelentette az új 4680-as cellát, a strukturális teherviselő akkutömböt, a szárazelektrolitot, a szilícium anódot és a katódfül nélküli akkumulátort – mindezekkel jelentősen csökkennek az elektromos autók gyártási költségei. 

hirdetés

Szeptember 22-én a Tesla Battery Dayt, Musk azzal a merész ígérettel nyitotta meg az akkumulátorgyártás vitáját, hogy van egy terve a kilowattóránkénti költség (kWh) felére csökkentésére, amely kulcsfontosságú mutató az elektromos jármű végső költségének kialakításában.

A vállalat ezután bemutatott egy saját fejlesztésű és -gyártású, terjedelmes akkumulátorcellát, 4680 néven. Az új cellának katódfül nélküli kialakítása van, amely jelentős technológiai módosítás. Ötször több energiával, hatszor nagyobb energiával, 15 százalékkal nagyobb hatótávolsággal rendelkezik, mint a Model 3-ban és a Model Y-ban használt jelenlegi Panasonic 2170 cellák.

A Teslának korábban nem volt saját akkumulátorgyára, a Panasonic gyárt számukra akksikat, illetve a Panasonickal közös fejlesztései vannak, Nevadában, ahol Gigawatt órás nagyságrendben készülnek ma akkumulátorok. 34 GWh akkumulátort állít elő egy évben a Tesla Gigafactory (20 ezer átlagos elektromos autó kapcitása felel meg 1 GWh-nak).

Drága a villanyautó, mert az akkumulátor gyártásnak magasak a költségei így, ha ez a tétel csökkenne, akkor jóval olcsóbban lehetne villanyautókat gyártani, megvenni és fenntartani.

A Teslanak pont ez a célja, ezért felvásárolt vállalatokat, hogy integrálják az iparági tudást, olcsóbbá tegyék a gyártást. Az egyik ilyennek a képessége, hogy olyan akkumulátor technológiai almegoldást fejlesztett, amivel ki lehet hagyni a gyártásból a legnagyobb hely- és költségigényű mozzanatot, a folyékony elektrolit szárítását. A folyadék alapú elektrolitokat lecseréli egy szilárd anyagra, amin keresztül a lítium vándorol. Az elmúlt években a szilárdtest-akkumulátorok optimalizálása nagyon erős kutatási irány lett. A szilárd elektrolitos akkumulátorban, ahogy a neve is mutatja, szilárd az elektrolit, az elektródák anyaga pedig lítium. A folyékony elektrolitos akkumulátorok belső ellenállásáért leginkább az elektrolit a felelős. A használatból eredő hőfejlődés is az elektrolitban keletkezik. Az elektródák a gyakorlatban nagyon közel helyezkednek el egymáshoz, és mivel a folyékony anyag nem képes mechanikailag megakadályozni azok véletlen összeérését, úgynevezett szeparátort kell a vezetők közé tenni. A szilárd elektrolitos akkumulátoroknál viszont maga az elektrolit biztosítja a mechanikai elválasztást. A szeparátor jelentős részt is kitehet egy akkumulátor térfogatából, így annak elhagyása növeli az energiasűrűséget, ami egyes becslések szerint elérheti az 1 kWh/litert is.

A Battery Day előtt hatalmas felhajtás volt, ennek megfelelően a Tesla részvényárfolyamok az űrbe szálltak, de ez a keddi nap főleg az akkumulátorok gyártásáról szólt, ennek köszönhetően tegnap már vissza is estek a részvények árai. Pedig Musk nem kisebb dolgot ígért, mint azt, hogy több mint felére esik az akkumulátor előállítási költsége. Csak az akkumulátor cellájának módosított alakja és mérete 14 százalékkal csökkenti a kWh-költséget – mondta Andrew Baglino, a Tesla Powertrain és Energy Engineering vezetője, aki a színpadon csatlakozott Muskhoz. A 4680 cellát már gyártják egy kísérleti gyárban Fremontban. Musk becslései szerint körülbelül egy évbe telik, amíg a Tesla eléri az akkumulátorgyár 10 gigawattos kapacitását. És itt nem áll meg.

Terafactory: a Tera az új Giga

A Tesla végső célja a „terawatt-órás” (TWh) méretű akkumulátor-termelés elérése. A Tera egy billiót jelent, ami a Giga ezerszerese. „A Tera az új Giga” – mondta Musk a színpadon. A Tesla egyelőre a jelenlegi akkumulátorcellák szállítóit veszi igénybe, miközben növeli a házon belüli termelési kapacitást. A rövid távú cél az, hogy 2022-re elérjék a 100 GWh-t, 2030-ig pedig évi 3 TWh-t. Ez a hatékonysági szint az új akkumulátor kapacitásával kombinálva 32% -kal csökkenti a kWh-onkénti költséget.

Egyéb költségcsökkentő áttörések

A Tesla házon belüli akkumulátor-összeszerelő vonalának részeként katódgyárat épít Észak-Amerikában. A következő negyedévben egy teljes körű újrahasznosító gyárat is tesztel Giga Nevadában.

Akkumulátorok cellákból, illetve modulokból épülnek fel. Muskék régóta szerették volna elengedni a modulokat, és most be is mutatták, hogy miként fognak kinézni a jövőben az akkumulátortömbök. Egy platformon helyezik el az összes hengert, amelyeket belegyártanak fixen csatlakoztatva az akksi platform aljához és tetejéhez, körülöttük égésgátló anyaggal töltik fel a teret, hogy megakadályozzák az öngyulladást. Ezzel egy rettenetesen erős tömböt alakítanak ki, amely az autó jelentős teherviselő eleme lehet.

Az elemgyártás egyszerűsítése érdekében az egy darabból álló öntvény döntő fontosságú. A Teslának saját ötvözetet kell kifejlesztenie hőkezelés és bevonatok nélkül. Musk szerint a Tesla akkumulátorai az autó „szerkezeti részei” lesznek, akárcsak a repülőgépek szárnyai üzemanyagtartályként, ami hatékonyan „negatívvá” teszi az akkumulátor súlyát.

További fejlesztés a szilícium katód viselkedéséhez való alkalmazkodás. A szilícium anód ugyan kiváló megoldás, de nagyon megdagad felöltéskor, majd lecsökken a mérete merüléskor, az újabb töltésnél megint megduzzad, majd lelappad és így, egy idő után elhasználódik. Ahelyett, hogy különböző anyagokat kombinálnának ennek megakadályozására, a Tesla kitalált egy új konstrukciót, ahol van helye a szilíciumnak a töltődésre és leapadásra. A másik kihívás a elektródákkal kapcsolatban, hogy szeretnék kihagyni az akkumulátorgyártásból a kobaltot, hiszen relatíve kevés van belőle, a legtöbbet a kőolajgyártáshoz használják, nem az elektromos akkumulátorgyártáshoz, valaminbt az sem néz ki túl jól egy zöld technológiánál, hogy kongói gyerekek rabszolgamunkával a kaparják ki a föld alól a kobaltot.) A Tesla nikkellel szeretné helyettesíteni ezt.

Tesla, az új népautó

Mindezen újítások révén a Tesla 56 százalékkal csökkentheti a kWh-költséget, 54 százalékkal növelheti a tartományt, és akár 69 százalékkal is csökkentheti a GWh/beruházási költséget. 3 év múlva várható az olcsó – 25 ezer dolláros – Tesla - ugyanaz az időpont, amikorra a saját, nagy volumenben gyártott saját akkumulátorokat is hadrendbe akarják állítani. Musk kijelentette, hogy évi 20 millió Teslát akar gyártani - mintha a mai legnagyobb autógyártók teljes kapacitását összeadnánk –, köztük az olcsó, 25 ezer dolláros autóval. Ehhez kell rengeteg akksi, nyersanyag, gyár és úgy néz ki, hogy össze is jön. 

Trapp Henci
a szerző cikkei

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés