Erklärer: Wie man Teslas Battery Day-Jargon interpretiert

Von Paul Lienert

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(Reuters) – Verwirrt durch Kilowatt? Kann man eine Anode nicht von einer Kathode unterscheiden? Hier ist eine einfache Anleitung zum Jargon, der wahrscheinlich beim TSLA.O Battery Day von Tesla am 22. September herumgeworfen wird.

Ein Tesla Model 3 verwendet einen einzigen Lithium-Ionen-Akku, der vier kleinere Module beherbergt. Jedes Modul enthält 700 bis 1.000 einzelne zylindrische Zellen, die denen einer Taschenlampe ähneln.

Zellen können in verschiedenen Formen und Größen vorliegen, die meisten bestehen jedoch aus drei Schlüsselelementen: Elektroden, Elektrolyt und Separator.

Elektroden speichern das Lithium. Der Elektrolyt transportiert die Lithiumionen zwischen den Elektroden. Der Separator verhindert, dass die positive Elektrode mit der negativen Elektrode in Kontakt kommt.

Energie in Form von Elektrizität wird aus der Batteriezelle entladen, wenn Lithiumionen von der negativen Elektrode oder Anode zur positiven Elektrode oder Kathode fließen. Wenn die Zelle geladen wird, fließen diese Ionen in die entgegengesetzte Richtung, von der Kathode zur Anode.

Panasonic 6752.T liefert zylindrische Batteriezellen an Tesla für das Model 3 und Model Y. Die positiven Elektroden bestehen aus einer Kombination aus Nickel, Aluminium und geringen Mengen Kobalt, genannt NCA.

In China beliefert CATL 300750.SZ Tesla mit Batteriezellen im flachen Format namens Prismatic mit einer anderen Kathodenmischung (Lithiumeisenphosphat oder LFP). Dieses Material enthält kein Kobalt und ist kostengünstiger als die NCA-Chemie von Panasonic, speichert aber nicht so viel Energie und bietet nicht so viel Reichweite wie die zylindrischen NCA-Batterien gleicher Größe oder Masse.

Bei Elektrofahrzeugen wird die Leistung in Kilowatt (kW) ausgedrückt, während die Energie in Kilowattstunden (kWh) ausgedrückt wird.

„Um in einem Elektrofahrzeug eine große Beschleunigung zu erreichen, braucht man eine hohe Leistungsdichte. Um eine große Reichweite zu haben, braucht man eine hohe Energiedichte“, sagte die Elektrochemikerin Leah Ellis, Mitbegründerin von Sublime Systems.

Es wird erwartet, dass die nächste Batteriegeneration von Tesla in der Lage sein wird, mehr Energie zu speichern – und so eine größere Fahrzeugreichweite zu ermöglichen – und gleichzeitig mehr Leistung bereitzustellen.

Da LFP-Batteriezellen normalerweise nicht so viel Energie speichern können wie NCA-Zellen, benötigen Fahrzeuge, die LFP-Zellen verwenden, im Allgemeinen mehr davon, um die gleiche Reichweite zwischen den Ladevorgängen zu erreichen wie Fahrzeuge, die mit NCA-Zellen betrieben werden.

Tesla-Fahrzeuge können derzeit bis zu 400 Meilen zwischen den Ladevorgängen mit NCA-Zellen und fast 300 Meilen mit LFP-Zellen zurücklegen. Tesla hat angekündigt, dass der neue Cybertruck bis zu 500 Meilen weit kommen wird.

Es wird erwartet, dass die nächste Batteriegeneration von Tesla eine viel längere Lebensdauer haben wird: umgerechnet 1 Million Meilen oder mehr, verglichen mit etwa 500.000 Meilen heute.

Die Kosten für Batteriezellen und -pakete sinken rapide. Gemessen in Dollar pro Kilowattstunde ($/kWh) haben Experten 100 $/kWh auf Zellenebene als den Punkt festgelegt, an dem Elektroautos beginnen werden, sich den Kosten von Fahrzeugen anzunähern, die mit Verbrennungsmotoren und fossilen Brennstoffen betrieben werden.

Eine Lithium-Ionen-Batteriezelle, deren Herstellung 100 US-Dollar/kWh kostet, bedeutet, dass ein Batteriepaket mit seinem zusätzlichen Batteriemanagementsystem, Kühlsystem und anderen Materialien 125–130 US-Dollar/kWh oder mehr kosten könnte.

Heutige Akkus kosten je nach Kapazität etwa 10.000 bis 12.000 US-Dollar. Tesla strebt an, die Kosten künftiger Pakete auf weniger als 6.000 US-Dollar zu senken, wodurch die Zellkosten deutlich unter 100 US-Dollar/kWh liegen würden.

Berichterstattung von Paul Lienert in Detroit; Herausgegeben von David Gregorio

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