{"id":5004,"date":"2020-10-05T08:00:57","date_gmt":"2020-10-05T13:00:57","guid":{"rendered":"https:\/\/www.arbin.com\/?p=5004"},"modified":"2023-02-20T09:39:01","modified_gmt":"2023-02-20T15:39:01","slug":"teslas-kommende-batterie-innovationen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/dev.arbin.com\/de\/teslas-kommende-batterie-innovationen-html","title":{"rendered":"Teslas bevorstehende Batterie-Innovationen"},"content":{"rendered":"
\"\"<\/figure>\n\n\n\n
https:\/\/www.tesla.com\/models<\/figure>\n\n\n\n

Ende September fand der Battery Day von Tesla statt, bei dem den Anlegern bevorstehende Projekte und Innovationen angek\u00fcndigt werden. Es gab zwei erwartete Ank\u00fcndigungen: die <\/span>Millionen-Kilometer-Batterie<\/a><\/strong> und einem Batteriepreis von $100\/kWh, dem Preis, bei dem Elektrofahrzeuge nach Meinung von Analysten offiziell mit Verbrennungsmotoren gleichziehen w\u00fcrden. <\/span><\/p>\n\n\n\n

Zwar wurde keine offizielle Ank\u00fcndigung einer Batterie mit einer Million Kilometer Reichweite gemacht, doch gab Tesla bekannt, dass das Unternehmen innerhalb der n\u00e4chsten drei Jahre eine Batterie auf den Markt bringen will, die nur $60\/kWh kostet - zwei Jahre fr\u00fcher, als Experten erwarten, dass eine Batterie zu diesem Preis auf den Markt kommen wird. Nach Angaben des Unternehmens wird dieser Preis durch die Senkung der Herstellungskosten f\u00fcr die Batterie erm\u00f6glicht. Tesla beabsichtigt nicht nur, die Batterieproduktion in das eigene Haus zu verlagern und eine vollst\u00e4ndige vertikale Integration durchzuf\u00fchren, sondern auch ein neu patentiertes Batteriedesign zu nutzen, um die Kosten zu senken. <\/span><\/p>\n\n\n\n

Alles in allem hat Tesla einen F\u00fcnf-Stufen-Plan zur Verbesserung der Batterien vorgestellt.<\/span><\/b><\/p>\n\n\n\n

Gestaltung der Zelle<\/b><\/p>\n\n\n\n

Eine der wichtigsten \u00c4nderungen, die Tesla vornimmt, um sein Ziel zu erreichen, ist die Entwicklung einer Batterie ohne Tabs.<\/span><\/p>\n\n\n\n

Tesla hat vor kurzem ein Patent f\u00fcr sein neues Batteriedesign angemeldet, bei dem die Laschen, die die Elektroden mit der Energieladung verbinden, wegfallen. Diese Zellstruktur hat angeblich mehrere Vorteile: einfachere Herstellung, weniger Teile und eine f\u00fcnffache Reduzierung des elektrischen Weges, was bedeutet, dass die Energie schneller und effizienter flie\u00dfen kann. <\/span><\/p>\n\n\n\n

Aber wie w\u00fcrde diese Technologie diese Ziele erreichen? Das derzeitige Design einer zylindrischen Batteriezelle besteht aus Schichten von Kathoden- und Anodenmaterial, die durch eine Separatorschicht getrennt und zu einem Zylinder gerollt sind. Mit den Kathoden- bzw. Anodenschichten sind Laschen verbunden, die zum Anschluss an die Last herausragen.<\/span><\/p>\n\n\n\n

Bei Teslas neuem Batteriedesign werden die Kathoden- und Anodenfolien in einem schindelartigen Spiralmuster angeordnet. Das Anordnungsmuster vergr\u00f6\u00dfert die Oberfl\u00e4che des aktiven Materials, die es ber\u00fchrt, was eine schnellere Bewegung der Ionen innerhalb der Zelle erm\u00f6glicht. <\/span><\/p>\n\n\n\n

Bei der herk\u00f6mmlichen Batteriekonstruktion stellen die Elektrodenlaschen ebenfalls ein Engpassproblem dar, da die Ionen nur einen einzigen Weg zur Ladung nehmen k\u00f6nnen. Durch das Entfernen der Lasche wird der ohmsche Widerstand verringert, so dass die Energie effizienter \u00fcbertragen werden kann. Au\u00dferdem wird die Gefahr einer W\u00e4rmeentwicklung in bestimmten Bereichen der Batterie aufgrund einer Konzentration chemischer Aktivit\u00e4ten verringert. Durch das neue Design k\u00f6nnen diese Reaktionen gleichm\u00e4\u00dfig in der Zelle verteilt werden, wodurch die M\u00f6glichkeit einer \u00dcberhitzung verringert wird.<\/span><\/b><\/p>\n\n\n\n

Herstellung von Zellen<\/b><\/p>\n\n\n\n

Der n\u00e4chste Schritt in Teslas Plan, seine Batterien zu modernisieren, ist die Herstellung der Zellen. Dies bedeutet eine Vereinfachung des Prozesses sowie eine Verringerung des CO2-Fu\u00dfabdrucks und des Energieverbrauchs. <\/span><\/p>\n\n\n\n

Derzeit werden die meisten Batterieelektroden in einem Nassverfahren hergestellt, bei dem das Elektrodenpulver mit Wasser oder einem anderen L\u00f6sungsmittel vermischt und anschlie\u00dfend in einem Ofen getrocknet wird. <\/span><\/p>\n\n\n\n

Tesla ist dabei, ein Trockenverfahren zu perfektionieren, bei dem das Elektrodenpulver direkt in Folie umgewandelt wird. Elon Musk erkl\u00e4rte, dass dieses Verfahren sehr viel komplexer ist, aber sobald es perfektioniert ist, w\u00fcrde es einen sehr viel einfacheren Herstellungsprozess und eine Verringerung des Energieverbrauchs im Prozess bedeuten.<\/span><\/b><\/p>\n\n\n\n

Anodenmaterialien<\/b><\/p>\n\n\n\n

Tesla ist, wie viele Batteriehersteller und -forscher, daran interessiert, Silizium als Ersatz f\u00fcr Graphit f\u00fcr die Batterieanode zu verwenden. Es ist nicht nur kosteng\u00fcnstig, sondern auch in der Erdkruste reichlich vorhanden, was es auf lange Sicht zu einer nachhaltigeren Wahl macht. Silizium hat im Vergleich zu Graphit eine 9-fach h\u00f6here Elektronenkapazit\u00e4t, was bedeutet, dass es eine viel h\u00f6here Energiekapazit\u00e4t hat. Es ist jedoch bekannt, dass es sich in der Zelle ausdehnt und nach einer Reihe von Zyklen abbaut, wodurch die Batterie veraltet.<\/span><\/p>\n\n\n\n

Um dem entgegenzuwirken, wird Tesla nach eigenen Angaben Rohsilizium und eine elastische, ionenleitende Polymerbeschichtung zur Stabilisierung des Materials verwenden. Theoretisch w\u00fcrde dies die Reichweite eines Elektrofahrzeugs um 20% erh\u00f6hen. <\/span><\/p>\n\n\n\n

Kathodische Materialien<\/b><\/p>\n\n\n\n

Derzeitige Batterien verwenden Kobalt als Kathodenmaterial wegen seiner Stabilit\u00e4t und hohen Energiedichte. Tesla hatte jedoch bereits zuvor den Wunsch ge\u00e4u\u00dfert, dieses Metall aufgrund seiner Toxizit\u00e4t und seines Abbaus, der h\u00e4ufig mit Menschenrechtsverletzungen in Verbindung gebracht wird, nicht mehr zu verwenden. Stattdessen sprach Musk davon, sich auf Nickel als Alternative zu konzentrieren. Nickel ist billiger und hat eine hohe Energiedichte, ist aber an sich instabil. Das Unternehmen arbeitet daran, das Material zu stabilisieren, was letztendlich dazu beitragen w\u00fcrde, die Batteriekosten zu senken.<\/span><\/p>\n\n\n\n

Tesla will sich nicht durch die Verf\u00fcgbarkeit von Nickel einschr\u00e4nken lassen und plant einen flexiblen Ansatz f\u00fcr das in seinen Batterien verwendete Material, indem es je nach Anwendung andere Metalle wie Eisen und Magnesium f\u00fcr seine Energiespeicherl\u00f6sungen verwendet.<\/span><\/p>\n\n\n\n

Handy-Fahrzeug-Integration<\/b><\/p>\n\n\n\n

Der letzte Schritt in Teslas Plan besteht darin, das Batteriepaket direkt in die Struktur des Fahrzeugs zu integrieren. Unter dem Begriff \"strukturelle Batterien\" hat das <\/span>Elektrofahrzeug-Batterie<\/a><\/strong> Pack ist nicht nur ein Energiespeicher, sondern auch ein integraler Bestandteil der Fahrzeugstruktur. Dadurch soll die Masse des Fahrzeugs verringert und die Reichweite erh\u00f6ht werden, indem die Zellen dichter gepackt werden k\u00f6nnen, ohne dass eine zus\u00e4tzliche Struktur erforderlich ist. <\/span><\/p>\n\n\n\n

Auch wenn es noch einige Jahre dauern wird, bis Teslas Vision Wirklichkeit wird, so ist es doch spannend zu sehen, wie diese Innovationen die EV- und Energiespeicherbranche weiter herausfordern werden, da Tesla und der Rest der Welt sich auf die Einf\u00fchrung umweltfreundlicherer und sauberer Technologien freuen.<\/span><\/p>\n\n\n\n

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Tesla\u2019s Battery Day, where upcoming projects and innovations are announced to investors, was held at the end of September. There were two anticipated announcements: the million-mile battery and a battery price point of $100\/kWh, the price at which analysts believe would officially place Electric Vehicles on par with Internal Combustion Engines.  While no official announcement […]<\/p>","protected":false},"author":6,"featured_media":20120,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_seopress_robots_primary_cat":"none","_seopress_titles_title":"","_seopress_titles_desc":"","_seopress_robots_index":"","inline_featured_image":false,"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[115],"tags":[223],"class_list":["post-5004","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-industry-news","tag-materials-research"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/dev.arbin.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5004","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/dev.arbin.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/dev.arbin.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/dev.arbin.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/dev.arbin.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5004"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/dev.arbin.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5004\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/dev.arbin.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/20120"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/dev.arbin.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5004"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/dev.arbin.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5004"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/dev.arbin.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5004"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}