21-70: eigenes Batterieformat

Die Erfolgsfaktoren für ein Elektroauto liegen in der Software und im Akku. Mit dem Hauptsitz in Palo Alto sitzt Tesla im Zentrum der Software-Entwicklung. Mit der Gigafactory und dem Partner Panasonic nimmt Tesla die Akkuproduktion in die eigene Hand. Elon Musk ist großer Fan vertikaler Integration, was auch die geplante Übernahme des Solarzellenherstellers Solar City belegt. Sein Motto: Ich mache das lieber selbst, anstatt mich auf jemanden zu verlassen, der es nicht so gut kann. In der Autofabrik im kalifornischen Fremont liegt der Eigenfertigungsanteil bei rund 80 Prozent. In der deutschen Autoindustrie gelten 20 Prozent als Durchschnitt.

Die Zellen ähneln AA-Batterien

Als ersten Schritt verändert Tesla das Format der Akkus. Bislang bestand der Energiespeicher im Boden eines Model S (85 Kilowattstunden, kWh) aus 7.104 runden Batteriezellen vom Typ 18650. Die sehen aus wie herkömmliche AA-Batterien, sind aber mit 18 Millimetern (mm) Durchmesser und 65 mm Höhe etwas größer.

Zusammen mit Panasonic hat Tesla herausgefunden, dass die optimale Zelle für ein Elektroauto 21 mm im Durchmesser und 70 mm in der Höhe sein sollte. In einigen Monaten beginnt die Produktion der 21-70-Zelle in der Gigafactory. Das Model 3 wird damit ausgestattet. Dank besserer Kühlung und Kombination der Röhrchen in den Modulen werden die Akkupacks laut Musk sogar flacher ausfallen als die bisherigen.

In der Gigafactory werden unterschiedliche Akkus gebaut

Während Autoakkus schnell größere Mengen Energie freigeben müssen und mitunter viele kurze Ladezyklen durchlaufen, sieht das Nutzungsverhalten bei den stationären Akkus anders aus. Darauf reagiert Tesla in der Produktion: Die Kathode einer Batterie besteht aus einer Aluminiumfolie, auf die ein Lithiummetalloxid aufgetragen wird. In dem Mix sind neben Lithium auch Kobalt und Nickel enthalten. Ersetzt man Kobalt durch Mangan, verhält sich der Akku anders. Somit wird die Gigafactory für unterschiedliche Anwendungen auch unterschiedliche Lithium-Ionen-Akkus herstellen.

Doch der wesentliche Grund für die Akkufabrik sind Skaleneffekte: Die Herstellung soll günstiger werden, um Wettbewerbsfähigkeit gegenüber klassischen Autos herzustellen. Musk sagt, eine Preisreduktion von 30 Prozent werde man schon bis 2018 realisieren und nicht wie geplant bis 2020. Das interne Ziel lautet, den Herstellungspreis pro Kilowattstunde auf unter 100 US-Dollar zu drücken.

150 GWh sind möglich

Ursprünglich war geplant, ein Volumen von 35 Gigawattstunden (GWh) bei den Speicherbatterien und 50 GWh bei den Autobatterien bis 2020 zu erreichen. Das war im Planungsjahr 2013 mehr als die weltweite Lithium-Ionen-Akkuproduktion. Doch die Werte sind bereits überholt. "Durch optimierte Planung sehen wir schon heute, dass 150 GWh in der Produktion möglich sind", sagt Musk. Der Physiker spricht immer wieder von der "Maschine, die die Maschine baut".

Für ihn ist die Gigafactory ein Produkt. Optimiert er dieses Produkt, wird auch das Endprodukt besser, so einfach und logisch klingt das in der Welt von Elon Musk.