Sedan Tesla Battery Day 2020 har det hänt en del kring Teslas batterier. De snackar om TWh, inte GWh… Planen är en produktionskapacitet 2030 på 3 TWh, vilket skulle motsvara ca. 60 miljoner Tesla Model 3s. Med tanke på att nyproduktionen av personbilar idag är ca. 79 miljoner [1] torde Teslas satsningar även gälla andra applikationer än personbilar. Jämfört med dagens största celltillverkare, kinesiska CATL, är Teslas mål för 2030 ungefär 3,5 gånger högre (3 TWh vs. 850 GWh) [2].
När det kommer till celler har Tesla tre fokusområden: 4680-celler, LFP och ” a million mile battery”. Idag summerar vi några av de nyheter som varit under detta året kring Tesla med fokus på 4680- och LFP-celler, nästa nyhetsbrev handlar om ”a million mile battery”.
Teslas huvudspår: 4860-celler i egen regi
De storslagna planerna på enorm cellproduktion är en utmaning för Tesla. Med ’tab-less cells’ och med 4680-celler menar Tesla att cellproduktionen går sju gånger snabbare.
I sin ’pilot-anläggning’ i Fremont med en produktionskapacitet på 10 GWh producerar Tesla sina egna celler och har hittills producerat ca. en miljon 4680-celler [3]. Produktionen ska skalas upp för anläggningarna i Texas och Berlin. Giga Texas (i Austin) öppnade i början av april och är enligt Elon Musk anläggningen den mest avancerade som världen aldrig tidigare skådat [4]. I anslutning till Giga Texas tänker sig Tesla att bygga en anläggning för produktion av katodmaterial och ses som ett viktigt steg i hela kedjan – från råmaterial till färdigt fordon [5].
Panasonic: återvunnen koppar och massproduktion av 4680-celler
Teslas huvudleverantör och samarbetspartner när det kommer till battericeller är sedan länge Panasonic. Tillsammans driver de båda Teslas Gigafactory i Nevada och nu etablerar Panasonic sitt huvudkontor för Panasonic Energy of North America i Reno, Nevada och bygger samtidigt ett nytt utvecklingscentrum [6].
Cellerna som Panasonic (och Tesla) tillverkar i Nevada kommer att innehålla mer och mer återvunnet material och sker i samarbete med Redwood Materials [7]. Först ut är kopparfolien som används som strömuppsamlare till anoden. Tanken är att redan under 2022 ska Panasonic introducera återvunnen kopparfolie i den 2170-celler och som används i framför allt Model 3 och Model Y för den amerikanska marknaden.
I höstas presenterade Panasonic en prototypcell av 4680-celler och under 2023 kommer Panasonic starta massproduktion av cellen i sin fabrik i Japan [8,9]. Och troligtvis blir det en Panasonic-fabrik i USA för produktion av 4680-celler [10]. Enligt japanska Nikkei blir räckvidden troligtvis runt 20 procent längre med denna cell jämfört med 2170-cellerna och kommer kosta 10-12 procent mindre per Ah [11]. Det är flera Tesla-modeller som väntar på dessa celler som ska bli en integrerad del av fordonens struktur, enligt vad som presenterades vid Teslas Battery Day 2020.
Redan i höstas letade Tesla efter celltillverkare i Kina som kunde producera 4680-celler [12]. Så väl etablerade och nyare aktörer var under lupp. Det finns tillverkare som säger sig redan ha 4680-celler redo för massproduktion, t.ex. BAK Battery [13]. Enligt Business Korea är det flera celltillverkare (CATL, EVE och BAK Battery) i Kina som nu planerar produktion av 4680-celler under 2022 [14]. EVE och BAK Battery utvecklar NMC-celler.
Även de koreanska celltillverkarna Samsung SDI och LG Energy Solution utvecklar 4680-celler och ser gärna Tesla som kund [15].
Teslas andra spår: LFP-celler
Tesla och Panasonic har kämpat länge tillsammans och det var inte förrän Giga Shanghai stod klart som Tesla även började köpa celler av andra: CATL och LG Energy Solution. Senaste tillskottet är BYD, som ska förse Tesla med 10 GWh celler av BYDs ’blade battery’ [16].
Vid Tesla Battery Day 2020 presenterades det andra spåret när det kommer till batterier: LFP-celler. Under sommaren ifjol säkerställde Tesla leverans av LFP-celler från CATL till och med 2025 [17]. Bara under 2022 kommer CATL leverera celler motsvarande 45 GWh, vilket skulle räcka till ungefär 800.000 bilar, vilket är ungefär 40 procent mer än vad som Giga Shanghai producerar (designad för 450.000 bilar) [18]. Redan under första kvartalet i år hade hälften av alla nya bilar från Tesla ett LFP-batteri [19].
CATL har en batterifabrik i närheten av Giga Shanghai, men den anläggningen sätter samman moduler. En anläggning för cellproduktion av CATLs LFP-celler är under uppbyggnad och väntas ha en produktionskapacitet på 80 GWh/år [20]. CATL tar även nästa steg i sitt ’cell-to-pack-battery’ (CtP) och lanserar nu i april sin tredje generation CtP med en energitäthet på 160 Wh/kg för LFP-kemin och 250 Wh/kg för NMC-kemin [21]. Om Tesla skulle använda CtP istället för de LFP-celler som CATL nu levererar skulle energitätheten öka med närmare 30 procent.
Enligt Bloomberg har CATL storslagna planer på cellproduktion även i Nordamerika och Mexiko ligger troligtvis bäst till för en investering på 5 miljarder USD i en fabrik med en förväntad produktionskapacitet på 80 GWh/år [22].
Egna kommentarer
Tesla gör som alltid – går sin egen väg med bestämda och rejäla kliv. ”4680” är väl det nya buzz-word inom batterivärlden nu när NMC och LFP är vedertagna begrepp. Att optimera cellens geometri utifrån energi- och effektprestanda och hur cellerna fysiskt kan integreras i ett pack eller fordon är ju en självklarhet. Alla har inte råd att göra detta, men Tesla har, och de får de stora celltillverkarna med sig.
LFP är på framfart och intressant att se att Tesla redan nu har LFP-celler i hälften av alla nya bilar.
Om Tesla producerat en miljon celler och varje Model Y har 1000 celler så räcker produktionen till endast 1000 bilar… så produktionen måste öka rejält.
Och som alltid med Tesla – fortsättning följer…
[1] Passenger car production, by world region
[2] Global lithium-ion battery capacity to rise five-fold by 2030
[3] Tesla announces it has produced 1 million next-gen 4680 battery cells
[4] Tesla opens the new Austin gigafactory
[5] Tesla plans to build cathode building at Texas Gigafactory
[6] Panasonic to Add Campus in Reno as Electric Vehicle Market Revs Up
[7] Panasonic turns to JB Straubel’s Redwood for recycled battery materials to supply Tesla Giga Nevada
[8] Panasonic unveils prototype battery to help Tesla lower production costs
[9] Panasonic confirms 4680 battery cell production
[10] Panasonic plans battery production in the USA
[11] Panasonic to start producing new Tesla batteries in 2023
[12] Tesla is looking for 4680 cell suppliers in China
[13] BAK Battery Unveils First Chinese 4680 Battery Cells
[14] Chinese Companies Developing Cylindrical EV Batteries
[15] Samsung SDI, LG Energy Solution complete development of 4680 cell samples, eye Tesla orders
[16] Tesla may begin sourcing batteries from BYD
[17] CATL signs battery supply deal with Tesla until 2025
[18] Tesla orders more cells from CATL
[19] Tesla is already using cobalt-free LFP batteries in half of its new cars produced
[21] CATL announced its third-generation CTP battery technology
[22] Tesla Supplier CATL Weighs Sites for $5 Billion Battery Plant