I går kväll visade Tesla upp sina egna batterier på den länge emotsedda Battery Day som har försenats flera gånger på grund av Corona pandemin. Till slut hölls eventet över Internet med endast ett fåtal åhörare som fått sina platser på ett lotteri. Mötet hölls utomhus, på en scen bredvid en parkeringsplats. Åhörarna på plats fick sitta i Tesla bilar för att begränsa smittspridning.
Först hölls ett “vanligt” aktieägarmöte där det röstades om några några förslag. Sedan sammanfattade företagets VD Elon Musk det senaste året. Istället för applåder tutade bilarna på parkeringen på honom. 
Elon Musk betonade föga kända faktum att Tesla är enda tillverkaren som har fått bygga ett 100% utländskt ägd bilfabrik i Kina. Alla andra utländska bilfabriker är samägda med lokala företag. Tesla är också första nya bilföretaget i USA med volymtillverkning av bilar de senaste hundra åren.
Elon Musk nämnde också att han hoppas kunna släppa första beta-releaset av nya Total Självkörningsförmåga autopiloten till utvalda testare inom en månad. Den har blivit helt omskriven och tittar nu på sin omgivning i 3D video.
Sedan blev det en kort paus innan själva Battery Day körde igång.
Tesla planerar hundrafaldiga sin batteritillverkning till 10 TWh per år. (OBS delen som ska gå till små robotaxis, längst till vänster.) Dagens gigafabrik kan inte växa i tillräcklig takt för att uppnå det. Därför behövde Tesla återuppfinna hur de ska tillverka enormt många batterier. Batteriers pris håller även visserligen på att minska – men inte i tillräcklig takt.
Tesla vill halvera priset på batterierna. De angrep problemet i många olika plan:
Nya cellen kommer bli 46 mm i diameter och 80 mm lång. Så stora celler brukade dock få problem med interna motståndet som fick cellerna att bli överhettade när de laddas och urladdas. Genom att ersätta de fåtal förbindelser anoden och katoden hade med cellens poler med en enda stor fläns på kanten av dem har Tesla lyckats minska cellens interna motstånd så pass mycket att laddtiderna knappt kommer påverkas. Det nya 4680 cellformatet kan lagra 5 gånger så mycket energi – och samtidigt sänka priset per kWh med 14%.
Förutom själva cellen har Tesla även utvecklat en helt ny tillverkningsprocess och batterifabrik. Första pilotfabriken är redan igång och Elon Musk hoppas ska uppnå 10 GWh produktionskapacitet per år om ett år. Slutliga fabriken ska producera 200 GWh per år. Tesla har tittat på och förbättrat varje processteg i fabriken:
Elektroden: istället för gigantiska produktionslinor som tillverkar elektroden i flera processsteg där kemikalier påförs i vattenlösning och sedan avdunstar vattnet i enorma ugnar kommer Tesla använda “dry coating” tekniken uppköpta Maxwell företaget har tagit fram. Nya processen kräver en tiondel så stor produktionslina och är mycket snabb. Elon Musk varnade dock att processen är bara “nära att fungera” än så länge. Svinnet med misslyckade elektroder är alldeles för stort än.
Produktionsprocessen: Tesla siktar på att kunna bygga batterierna på äkta löpande band, i en smidig jämnt flytande rörelse. Inte stop-and-go, med separata maskiner från olika leverantörer där delarna skickas från maskin till maskin. Tesla designar hela tillverkningslinan själv som en enda kontinuerlig process. En enda produktionslina ska kunna tillverka 20 GWh batterier – sju gånger bättre än idag.
Laddning: Efter att cellerna har tillverkats laddas de för första gången och deras kvalitet kontrolleras. Genom att använda samma teknologi som i Teslas bilar och powerwalls kan investeringsbehovet för de maskinerna minskas med 86%.
Den så kallade Terafabriken kommer med hjälp av dessa förbättringar ta mindre utrymme än vad Gigafabriken gör och kosta endast 25% av priset per GWh tillverkningskapacitet.
Tesla hoppas kunna tillverka 100 GWh batterier redan 2022 och öka kapaciteten till 3 TWh per år till 2030.
Tesla kommer även förbättra cellernas kemi:
Dagens batterier har grafit anoder som innehåller endast några procent kisel. Egentligen borde den bästa anoden vara 100% kisel – men ren kisel sväller vid laddning och spricker. Istället för olika metoder som har tagits fram för att motarbeta och begränsa kiselns uppsvällning har Tesla istället tagit fram ett väldigt elastiskt anodmaterial som låter kiseln svälla utan att den spricker. Resultatet är en anod som kan lagra 20% mer energi – och därmed ge bilarna 20% mer räckvidd.
Olika bilar kommer få olika batterikemier:
De enklaste bilarna och stora Powerpacks kommer få LiFePO batterikemi med katoder av järnfosfat. De är billiga i råvarupris fast kan endast ge måttlig räckvidd. Long Range bilarna och Powerwalls kommer få nickel-mangan katoder helt utan kobolt. Två tredjedelar nickel en tredjedel mangan. Bilarna med högst batterikapacitet kommer få katoder bestående av ren nickel.
Att tillverka katoder är en väldigt komplicerad process idag som kräver massor med kemikalier och vatten. Tesla har förenklat även den processen. Elon Musk avslöjade dessutom att företaget kommer gå över till att använda nickel och litium endast från amerikanska källor. Litiumet kommer att utvinnas med hjälp av koksalt från litiumrika lerfyndigheter i Nevada. Tesla kommer dessutom återanvända gamla battericeller till att göra nya.
Tesla kommer även designa om batteripacken batterierna sitter i. Eller snarare göra sig av med batteripacken. Idag sitter de enskilda battericellerna paketerade i subpack som sedan paketeras ihop till batteripack som sedan skruvas fast under bilarnas bottenplatta. Tesla vill göra om detta till att battericellerna kommer bli en del av bilens bärande struktur. Genom att limma cellerna direkt mot plåten kommer de bli en aktiv del av bilens underrede.
Batterierna blir bottenplattan, som man fäster en främre och bakre vagn på som är gjutna i ett stycke. Bilens bottenplatta kommer därmed bestå av endast tre delar istället för dagens myller av hundratals små komponenter som ska svetsas och sammanfogas på olika sätt.
Alla dessa steg tillsammans kommer minska batteripriset per kWh med 56%. Framtidens Tesla batterier kommer kosta hälften av dagens. Elon Musk hoppas att redan om ett år börja se de första förbättringarna och om tre år ha fått full effekt av besparingarna.
Om tre år hoppas han att elektriska drivlinan i elbilar är billigare än bensinmotorer.
Och om tre år hoppas Elon Musk kunna visa upp en Tesla elbil som kostar $25,000 – och som är helt självkörande.
Även Tesla Model S Plaid lanserades i går. Driven av tre elmotorer accelererar den 0-100 km/h på mindre än 2.1 sekunder, får 320 km/h toppfart och 840 km EPA räckvidd. Beställbar redan idag för 1,509,080 svenska kronor, leverans slutet av 2021.
