Im September 2020 hatte Elon Musk, Tesla-Chef und Twitter-Käufer, den neuen 4680-Akku vorgestellt. Versprochen wurden eine bessere Preis-Leistung, höherer Output bei schnelleren Ladezeiten, verbesserte Sicherheit und Umweltfreundlichkeit. Doch was genau unterscheidet die Batterie von anderen Akkus und was ist dran an den Versprechen?
Wenn sich manche Technik zu gut anhört, um wahr zu sein, dann gibt es meist einen Haken. 2 Jahre nach der Ankündigung wird der 4680-Akku endlich in Autos verbaut. Was ihr über die Batterie wissen müsst, erfahrt ihr in diesem Ratgeber.
4680-Akku: Das steckt dahinter
Zuerst zum Namen der Batterie: Dieser beschreibt die Größe des Akkus. Die Zelle ist nämlich mit 46 Millimeter Durchmesser und 80 Millimeter Länge um einiges größer als bisher verwendete 2170-Akkus. Damit müssen insgesamt weniger Zellen als bisher kombiniert werden, da die einzelnen Zellen individuell eine höhere Speicherkraft aufweisen. Daraus folgen niedrigere Kosten für die Produktion sowie die Montage, da weniger Arbeitsschritte erforderlich sind.
Zudem ist der Akku in das Chassis des Autos integriert, was ein besseres Handling des Fahrzeugs ermöglicht, gleichzeitig aber die Reparatur einzelner Bestandteile erschwert (Quelle: medium.com).
Das Problem mit dem 4680-Akku: NMC 811
Die Größe sollte bei der Ankündigung allerdings nicht das einzige Unterscheidungsmerkmal sein. Die Batterie sollte ursprünglich über eine andere Zellchemie verfügen als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien.
Falls ihr einen kurzen Überblick über die Funktionsweise der galvanischen Zelle und Akkus per se braucht, haben wir den perfekten Ratgeber für euch:
Einerseits sollte die Anode, also der Minuspol, aus Silicium bestehen, einer zum Zeitpunkt der Verkündung gefeierte Idee. Es stellt sich jedoch heraus, dass diese aus Graphit besteht und sich damit kaum von bisherigen Akkus unterscheidet. Bis auf ein Detail: Bei modernen Anoden werden 10 bis 15 Prozent Silicium ergänzt, um die Energiedichte und -kapazität zu erhöhen. Diese fehlen bei der 4680 scheinbar (Quelle: insideevs.de). Silicium speichert weit mehr Lithium-Ionen als Graphit und weist darüber hinaus einen geringeren Widerstand auf.
Andererseits besteht die Kathode, also der Pluspol der Zelle, aus NMC811 – zu 80 Prozent aus Nickel, 10 Prozent Mangan und 10 Prozent Kobalt, das unter menschenunwürdigen Bedingungen und großem Schaden für die Umwelt abgebaut wird (Quelle: industriemagazin.at). Versprochen wurde eine Zellchemie ohne Kobalt mit hohen Anteilen von Mangan und weniger Nickel. Sowohl Nickel als auch Kobalt sind sehr teuer und die Preise für die Materialien schwanken extrem. Zudem sind alle drei Elemente Schwermetalle und hochgiftig, was die Umwelt zusätzlich belastet.
4680-Akku: Viele Versprechen – enorme Enttäuschung
Es bleiben also nur wenige der bei der Ankündigung in den Himmel gepriesenen Features. Auch die schnelleren Ladezeiten oder die höhere Energiedichte sind damit hinfällig. Im Gegenteil: Die Wände der Zellen sind erheblich dicker als bei den kleineren 2170-Batterien. Damit sinkt die Energiedichte (Quelle: autoevolution.com).
Hinzu kommt, dass Tesla sich bei der Produktion scheinbar schwer tut. Das liegt daran, dass Tesla auf Trockenelektroden setzen will, statt auf den bisher verwendeten Nass-Prozess. Damit sollten Akkus günstiger und umweltschonender hergestellt werden (Quelle: leistungselektronik.de). Bei der Herstellung größerer Mengen geht jedoch die Qualität in den Keller. Angesichts der geringen Menge, die es gerade eben durch die Qualitätstests schafft, steigen die Kosten pro Zelle dramatisch.
Trotz allem scheint es, als würde sich die Produktion der 4680-Akkus noch immer für Tesla lohnen. Sobald die Probleme mit dem Trocken-Prozess gelöst sind, könnte der Preis pro Zelle weiter fallen (Quelle: t3n.de). Wahrscheinlicher ist es allerdings, dass der chinesische Hersteller Catl seinen Vorsprung in der Batterie-Entwicklung (Quelle: golem.de) weiter ausbaut. Dieser ist auch für Lithium-Eisenphosphat-Akkus einer der führenden Hersteller.
Habt ihr weitere Fragen zum Thema Batterien, solltet ihr auf unserer Mobility-Seite vorbeischauen.
