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Nicht ganz korrekt (18650 vs. 4680)

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  1. Nicht ganz korrekt (18650 vs. 4680)

    Autor: bLaSpHeMy 08.04.22 - 09:39

    "Die neu entwickelte 4680-Zelle war Teil des Masterplans. Ihre Konstruktion und Chemie wurde für hohe Leistung optimiert, nicht in erster Linie für niedrige Kosten."

    Na ja, so ganz richtig ist es nicht. Durch die größeren Becher der 4680-Zelle und entsprechenden Jelly Rolls gegenüber der 18650 hat man mehr Kapazität. Die Leistung wird indirekt durch die Elektrodendicke bestimmt (u.a. Innenwiderstand der Zelle). Die ist vergleichbar zur 18650 oder 21700 eher niedriger... Schnellladen / Entladen funktioniert dann nicht mehr so toll.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 08.04.22 09:41 durch bLaSpHeMy.

  2. Re: Nicht ganz korrekt (18650 vs. 4680)

    Autor: red17x 08.04.22 - 09:57

    Ein Teil der hier auch vergessen wurde, die 4680 Zelle ist Teil des Plans, den Akku als Tragendes Karosserie Teil zu integrieren. Wodurch wiederum an anderer Stelle kosten gespart werden.
    Dafür sind auch die ganzen Gigapresses da .. später sollen da dann die ganzen hinterteile der Autos auf einmal hergestellt werden die dann mit dem Akkupack bereits 3/4 vom Auto außmachen ..

  3. Re: Nicht ganz korrekt (18650 vs. 4680)

    Autor: Frank Wunderlich-Pfeiffer 08.04.22 - 10:33

    Das kommt mal wieder davon, wenn man einen Text kürzt, damit er nicht völlig ausufert. Ich hatte das ziemlich detailliert beschrieben, kommt vielleicht später nochmal in einem anderen Artikel rein:

    Die 4680-Zelle ist keine Wundertechnologie, die alle Akkus billiger und besser macht, wie es viele Fans von Tesla zu glauben scheinen. Sie ist ein Kompromiss, um Akkus mit wärmeempfindlichen Nickelreichen Kathoden überhaupt schnellladefähig und in größeren Akkuzellen sicher zu machen. Bei Temperaturen über etwa 200 Grad Celsius fängt die Kathode an, Sauerstoff freizugeben, was die Akkuzelle weiter aufheizt und unbedingt vermieden werden muss.

    Für den Notfall - falls sich eine Zelle durch einen internen Kurzschluss von selbst über die kritische Temperatur aufheizen sollte - hat jede Zelle ein Ventil, um überhitztes Elektrolyt aus der Zelle kontrolliert abzulassen. Dann gelangt es ins Kühlsystem des Akkupacks, wo es sich ohne Sauerstoff nicht entzünden kann und somit ein Feuer vermieden wird. Mit dem hitzebeständigeren LFP können größere, einfacher aufgebaute und kostengünstigere Zellen das gleiche Niveau an Sicherheit erreichen.

    Für die Nickelreichen Kathoden mit hoher Energiedichte benutzt Tesla die elektrischen Leiterfolien gleichzeitig als Kühlkörper zur Wärmeableitung und lässt den innersten Teil der Akkuzelle ganz frei, wo normalerweise höchsten Temperaturen entstehen würden. Dieser Hohlraum hat den Bildern nach zu Urteilen etwa 16mm Durchmesser und macht damit rund 12 Prozent des Gesamtvolumens der Zelle aus.

    Die maximale Temperatur in der Zelle hängt fast nur von der Dicke der aktiven äußeren Schicht im Akku ab. Zellen mit noch größerem Durchmesser wären laut Tesla kostengünstiger gewesen, hätten aber einen noch größeren Hohlraum und resultieren in einem Akkupack mit niedrigerer Reichweite. Die höhere Reichweite von Akkupacks mit 4680-Zellen gegenüber 2170 und 18650 Zellen entsteht ausschließlich durch die größere Bauhöhe der Zelle.

    Die 4680-Zellen sind 14 Prozent höher als 2170-Zellen, erlauben aber nur 7 Prozent höhere Reichweite, das ist das Resultat des größeren Hohlraums in der Mitte. Die höhere Energiedichte entsteht nur durch die verbesserte Akkuchemie, hauptsächlich der siliziumreichen Anode.

    Mit der 4680-Zelle ist Tesla dennoch der Konkurrenz in der Entwicklung neuer Akkutechniken weit voraus. Die 3 besten der 14 Produktionslinien der Pilotanlage in Fremont laufen mit einer Kapazität die je 50 MWh pro Jahr entspricht und produzieren weniger als 10 Prozent Ausschuss. Das ist viel mehr als Konkurrenzunternehmen wie SES, Sila Nanotech, Solid Power oder QuantumScape vorzuweisen haben, mit deren Akkus noch kein Auto gefahren ist. Es ist aber auch viel weniger als die 100 GWh an 4680 Zellen, die Tesla 2022 zusammen mit den Gigafactories in Texas und Berlin erreichen wollte.

    Frank Wunderlich-Pfeiffer (Twitter: @FrankWunderli13) - als freier Journalist bei Golem.de unterwegs - Countdown Podcast zur Raumfahrt @countdown_pod oder https://countdown.podigee.io/

  4. Re: Nicht ganz korrekt (18650 vs. 4680)

    Autor: teslafahrer 08.04.22 - 10:38

    genau hier liegt ein Fehlschluss im Artikel vor: Die Zellen sollen eben gerade die Gesamtkosten des Autos reduzieren, sie sind natürlich konstruiert worden um den Autos mehr Reichweite zu geben was der Autor scheinbar glaubt..

  5. Re: Nicht ganz korrekt (18650 vs. 4680)

    Autor: Frank Wunderlich-Pfeiffer 08.04.22 - 10:43

    Die 4680-Zellen sind von Anfang an für NCA (=Nickel-Kobalt-Aluminium-oxid Kathoden) konstruiert wurden. Schon wegen der Rohstoffkosten des Nickel- und Kobaltanteils sind diese Akkus teurer als LFP Akkus, auch wenn Tesla auf leichte Kostenvorteile in der Produktion hofft, die ohnehin nur etwa 20% der Gesamtkosten moderner Akkus ausmachen.

    Tesla würde nicht anstreben, 3/4 aller Autos mit LFP-Akkus auszustatten, wenn die kategorisch teurer als die NCA-basierten 4680-Akkus wären. Oder?

    Frank Wunderlich-Pfeiffer (Twitter: @FrankWunderli13) - als freier Journalist bei Golem.de unterwegs - Countdown Podcast zur Raumfahrt @countdown_pod oder https://countdown.podigee.io/

  6. Re: Nicht ganz korrekt (18650 vs. 4680)

    Autor: bLaSpHeMy 08.04.22 - 11:35

    Danke für die Ergänzung; das liest sich direkt besser (;

  7. Re: Nicht ganz korrekt (18650 vs. 4680)

    Autor: TonyStark4 08.04.22 - 11:53

    Die 4680 Zelle kommt durch das „falten“ statt dem Löten der Anschlüsse mit einem Wesentlichen niedrigen Innenwiderstand.

    Das ist Bahnbrechend, denn damit verringert sich die Verlustleistung (Hitzeentwicklung).

    Das heißt, man kann schneller und effizienter Laden und Entladen, man kann die Kühlung kleiner / leichter dimensionieren und braucht weniger Zellen für die gleiche Reichweite. Akkus verschleißen mit Hitze und hohem Strom. Beide sins direkt abhängig von dem Widerstand.

    Das Löten / Verschweißen der Anschlüsse ist der Arbeitsschritt bei dem in der Batterieproduktion Ausschuss entsteht. Zusätzlich kann das in der Regel nicht ohne Taktung der Linie erfolgen, während das Falten bei so genanntem „Line-Speed“ funktioniert.

    Ja Nickel und Halbleiter sind teuer und Tesla hat sich hohe Ziele gesetzt. Aber die Kostensteigerungen und Verschiebung hat jeder im Moment auch jeder andere Hersteller.

    Ich bin kein Tesla Fanboy und doch halte den Artikel für reißerisch und schlecht recherchiert. Schade.

  8. Re: Nicht ganz korrekt (18650 vs. 4680)

    Autor: Frank Wunderlich-Pfeiffer 08.04.22 - 11:58

    TonyStark4 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Die 4680 Zelle kommt durch das „falten“ statt dem Löten der
    > Anschlüsse mit einem Wesentlichen niedrigen Innenwiderstand.
    >
    > Das ist Bahnbrechend, denn damit verringert sich die Verlustleistung
    > (Hitzeentwicklung).

    Oder man nimmt halt einfach irgendein anderes Material das nicht so furchtbar Hitzeempfindlich ist wie NCA oder NMC811 (z.B. LFP) und man braucht den Aufwand nicht zu treiben, kann viel größere Zellen bauen und niedrigere Kosten erreichen - wie es ja auch schon längst demonstriert wurde.

    Frank Wunderlich-Pfeiffer (Twitter: @FrankWunderli13) - als freier Journalist bei Golem.de unterwegs - Countdown Podcast zur Raumfahrt @countdown_pod oder https://countdown.podigee.io/

  9. Re: Nicht ganz korrekt (18650 vs. 4680)

    Autor: Mandrake 08.04.22 - 13:32

    Es hat einen gewissen sarkassmus wenn tesla von rund zellen spricht und die LFP zellen in grossen mengen in prismatischer form verbauen. Die 4680 zelle wird sicher bis zu einem gewissen grad vorteile bringen für bestimmte batterie chemie. aber auf langer sicht wird die prismatische form durchsetzen da der aufbau einfacher sein wird bei cell 2 car als mit rundzellen.

    https://www.google.com/amp/s/insideevs.com/news/542064/tesla-model3-lfp-battery-pack/amp/

  10. Re: Nicht ganz korrekt (18650 vs. 4680)

    Autor: TonyStark4 08.04.22 - 15:05

    Frank Wunderlich-Pfeiffer schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > TonyStark4 schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > Die 4680 Zelle kommt durch das „falten“ statt dem Löten der
    > > Anschlüsse mit einem Wesentlichen niedrigen Innenwiderstand.
    > >
    > > Das ist Bahnbrechend, denn damit verringert sich die Verlustleistung
    > > (Hitzeentwicklung).
    >
    > Oder man nimmt halt einfach irgendein anderes Material das nicht so
    > furchtbar Hitzeempfindlich ist wie NCA oder NMC811 (z.B. LFP) und man
    > braucht den Aufwand nicht zu treiben, kann viel größere Zellen bauen und
    > niedrigere Kosten erreichen - wie es ja auch schon längst demonstriert
    > wurde.

    Hoffnungslos … Pouchzellen sind nicht dimensional stabil und können nicht zur Verwindungssteifigkeit des Fahrzeugs beitragen. Nenn mir mal eine dieser großen Zylindrischen Zellen mit so einer Chemie die in Serienproduktion ist. Der einzige Vorteil von Pouchzellen ist ein niedriger Innenwiderstand ähnlich zur 4680.

    Der Technologische Vorteil der 4680 liegt in der Fertigungsoptimierung, dem Formfaktor und dem Innenwiderstand (tabless und trockene Beschichtung) nicht in der Chemie.

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