Elon Musk sagt, Prototypen sind einfach, die Produktion ist die Hölle. Und wenn es um den lang erwarteten Cybertruck geht, ist Teslas Hölle seine bahnbrechende 4680-Batterie. Tesla hat im vergangenen Monat den ersten seiner futuristischen, mit Edelstahl beschichteten Elektro-Pickups ausgeliefert und CEO Musk sagte im Oktober, dass das Unternehmen wahrscheinlich irgendwann im Jahr 2025 eine jährliche Produktionsrate von einer Viertelmillion Fahrzeugen erreichen wird.

Von diesem Produktionstempo ist Tesla jedoch noch weit entfernt. Einer der größten Engpässe ist die Geschwindigkeit, mit der das Unternehmen die 4680 Batterien, die im Cybertruck verwendet werden, mit seiner neuen Trockenbeschichtungstechnologie herstellen kann, so neun mit der Angelegenheit vertraute Personen.

Teslas Fabrik in Giga Texas produziert derzeit 4680 Batteriezellen mit einer Geschwindigkeit, die nur für etwa 24.000 Cybertrucks pro Jahr ausreicht. Das ist etwa ein Zehntel der benötigten Menge, so die Berechnungen von Reuters, die auf einer Kombination aus öffentlichen Daten und unveröffentlichten Zahlen von Quellen basieren. Die Möglichkeit, die Batterieleistung durch die Trockenbeschichtung der Elektroden massiv zu steigern - anstatt die langsamere und teurere Nassbeschichtung zu verwenden - war ein Schlüsselfaktor für die Prognosen von Tesla im Jahr 2020, dass das Unternehmen die Batteriekosten mehr als halbieren, die Investitionen erheblich senken und kleinere, umweltfreundlichere Fabriken schaffen würde.

Die neun Personen, die mit Reuters unter der Bedingung der Anonymität wegen der Sensibilität der Angelegenheit sprachen, sagten, dass Tesla die Trockenbeschichtung im industriellen Maßstab noch nicht geknackt hat, um 4680 Batterien schnell genug herzustellen, um seine Produktionsziele zu erreichen.

Die Leute sagten, dass die Trockenbeschichtung der Anode in den 4680-Zellen kein Problem sei, aber Tesla kämpfe mit der gleichen Technik für die Kathode - die teuerste Komponente in einer Batterie.

Laut Yuan Gao, einem Berater für Batterietechnologie, hat sich die Trockenbeschichtung von Anoden und Kathoden im Labor sowie bei kleineren Energiespeichern wie Superkondensatoren und sogar einigen kleinen Batterien bewährt.

"Aber niemand hat es bisher für große EV-Batterien im Massenmaßstab und mit ausreichender Geschwindigkeit geschafft. Tesla ist der erste, der versucht, dies zu kommerzialisieren", sagte Gao, der seit drei Jahrzehnten in der Branche tätig ist.

"Die Herausforderung besteht darin, dass Tesla den Prozess nicht nur vergrößern und beschleunigen muss, sondern auch seine eigene Ausrüstung und Werkzeuge entwickeln muss. Das ist, gelinde gesagt, entmutigend", sagte er.

Tesla hat auf detaillierte Fragen von Reuters für diese Geschichte nicht geantwortet.

DEN CODE KNACKEN

Drei der Quellen zufolge umfassen die 4680 Batterien in den Cybertrucks schätzungsweise 1.360 einzelne Zellen.

Das bedeutet, dass Tesla 340 Millionen Zellen pro Jahr oder fast eine Million pro Tag herstellen müsste, um 250.000 dieser Elektro-Pickups zu liefern, die mit Konkurrenten wie dem F-150 Lightning von Ford, dem R1T von Rivian und einem elektrischen Hummer von General Motors in einen heißen Markt eintreten.

Derzeit benötigt Teslas Fabrik in Austin etwa 16 Wochen, um 10 Millionen 4680 Zellen herzustellen. Dies geht aus Berechnungen von Reuters hervor, die auf Zahlen von Tesla basieren, die von den drei Quellen bestätigt wurden.

Das entspricht 32,5 Millionen Zellen pro Jahr oder genug für knapp 24.000 Pickups - und das ist nur für den Cybertruck.

Tesla will die 4680-Batterien auch für andere Fahrzeuge einsetzen, insbesondere für den 25.000-Dollar-Kleinwagen, den das Unternehmen bis Mitte der 2020er Jahre auf den Markt bringen will. Tesla verfügt über eine begrenzte Produktionskapazität für 4680-Zellen in Fremont, Kalifornien, aber die dortige Anlage dient hauptsächlich der Pilotproduktion. Panasonic, einer der langjährigen Batterielieferanten von Tesla, plant den Bau von mindestens zwei Fabriken in den Vereinigten Staaten, hat aber gerade erst den ersten Spatenstich gesetzt.

Zwei der neun Personen, die mit der Angelegenheit vertraut sind, glauben, dass Teslas Fortschritte bei der Ausweitung der 4680-Produktion wahrscheinlich an Fahrt gewinnen werden, vor allem, wenn das Unternehmen mit dem Produktions-Know-how auf einer Produktionslinie Stabilität erreicht hat.

Sie sagten, Tesla habe sich darauf konzentriert, ein robustes Know-how aufzubauen, um Batterien ohne Fehler zu produzieren. Es ist ein zeitaufwändiger Prozess, aber "sobald man den Code geknackt und Stabilität erreicht hat, geht es exponentiell voran", sagte einer von ihnen.

"Die Geschwindigkeit wird zunehmen. Die Trockenbeschichtung ist bereits sehr weit fortgeschritten", sagte die Person.

Teslas Batteriechef Drew Baglino sagte im Oktober, dass das Unternehmen jetzt 4680 Zellen auf zwei Produktionslinien in Austin herstellt und plant, dort in zwei Phasen insgesamt acht Linien zu installieren, von denen die letzten vier Ende 2024 in Betrieb gehen sollen.

Dennoch sagte einer der beiden Mitarbeiter, dass es kein Kinderspiel sei, das vorhandene Know-how von einer Produktionslinie auf die nächste zu übertragen.

Die Quelle sagte, dass nur etwa 5 % der Zellen, die in den profitablen Produktionslinien hergestellt werden, weggeworfen werden, aber die Ausschussraten könnten auf 30 % bis 50 % ansteigen und sich dort mehrere Monate lang halten, während jede neue Linie in Betrieb genommen wird.

Eine der Quellen sagte, Teslas Trockenbeschichtungsmethode für Kathoden habe sich nicht als schneller erwiesen als das alte Nassverfahren, obwohl die Ausschussraten auf 10 bis 20 % gesunken seien.

Baglino hat auf Anfragen nach einem Kommentar für diese Geschichte nicht reagiert.

'GOOEY MESS'

Die Quellen sagten, Tesla habe Schwierigkeiten, die Kathodenmaterialien, zu denen Lithium, Mangan und Nickel gehören, mit einem Bindemittel zu mischen und sie auf eine Metallfolie zu kleben, um eine Kathode herzustellen - ohne Feuchtigkeit.

Zwei der Personen sagten, dass der Prozess für kleine Mengen funktionierte, aber als Tesla versuchte, ihn zu vergrößern, entstand eine große Hitze, die das Bindemittel zum Schmelzen brachte, von dem eine der Quellen glaubte, dass es sich um Polytetrafluorethylen, besser bekannt als Teflon, handelte.

"Wenn Sie den Kleber schmelzen, wird bald alles zu einem großen Klumpen klebrigen Durcheinanders", sagte eine andere der Quellen.

Ebenso problematisch für Tesla sind die Maschinen, mit denen die Metallfolie zur Herstellung der Batterieelektroden beschichtet wird - Geräte, die riesigen Zeitschriften- und Zeitungsdruckmaschinen mit großen Walzen ähneln, so die Quellen.

Um die Zellproduktion zu beschleunigen, versucht Tesla, mehrere Streifen Magnetfolie gleichzeitig und mit hoher Geschwindigkeit mit aktiven Batteriematerialien zu beschichten.

Das erfordert große, breite Walzen und eine enorme Kraftanwendung, um die Materialien auf die Folie zu drücken. Da die Walzen jedoch groß und breit sind, ist es eine Herausforderung, den Druck gleichmäßig aufzubringen, so die Quellen.

Und wenn der Druck nicht gleichmäßig ausgeübt wird, erhält Tesla Elektroden mit ungleichmäßiger Oberfläche und Dicke, die für seine Batteriezellen unbrauchbar sind und verschrottet werden müssen, so die Quellen.

Vielleicht noch problematischer ist, dass Teslas Baglino bei einem Kamingespräch auf einer Batteriekonferenz im März sagte, dass Tesla immer noch ein völlig neues Qualitätsprüfungssystem entwickelt, um Zellen mit Mängeln in der Beschichtung auszusortieren.

Eine der Quellen, die mit der Angelegenheit vertraut sind, sagte, dass es speziell um den Aufbau einer Dateninfrastruktur rund um Teslas Batterieentwicklung, -herstellung und -einsatz geht, da in einigen Fällen die Fehler in der Beschichtung versteckt waren und erst nach einigen Monaten auftraten.

Mit anderen Worten: Tesla weiß noch nicht genau, welche Trockenzellen gut sind und welche entsorgt werden müssen, sagte die Quelle.