2024年の株主総会で、イーロン・マスク氏はテスラが4680セルに関して新たな革新を行ったと発表しました。テスラは、既存の2170セルの性能に匹敵するか、それを上回る機能的な4680セルの生産に向けて、数年にわたり努力してきました。サイバートラックの公式アカウントも、Xの製造スタッフとともに写った、最初の4680ドライカソードプロセスを採用したサイバートラックの画像(下記)をシェアしました。
4680について、この新しいプロセスとセルが具体的にどのようなものなのか、またその利点について少し掘り下げて説明します。
ドライプロセスとは?
乾式バッテリー電極(DBE)は、現在一般的に使用されている湿式バッテリー電極(WBE)とは全体的に異なるプロセスです。この乾式プロセスでは、非常に有毒な溶剤や炉でのベーキングプロセスが不要になるため、時間とスペースを節約できるだけでなく、環境にもやさしいプロセスです。
ここで言う「ドライカソード」とは、具体的には、バッテリーの端にある導電端子である電極がドライプロセスで製造されることを意味します。これまでのプロセスでは、ウェットプロセスで製造されていました。
テスラの4680セルのサプライヤーであるLGとパナソニックは、両社ともコスト削減と自社での4680セル生産の拡大に努めており、テスラも社内での改善に取り組んでいます。テスラがドライカソード方式を簡単に拡張する方法を見つけた場合、4680セルとそれらが組み込まれたバッテリーをより安価に生産できるようになるでしょう。
4680セル
テスラは4680セルを使用して、モデルYのストラクチュラル・バッテリーパックを製造しました。しかし、これらの車両は充電性能とエネルギー密度が低く、販売台数はすぐに減少しました。4680セルのサイズが大きすぎるため冷却が難しく、パフォーマンスが制限されていました。
2023年11月の収益報告会で、アップデートされた4680セルがサイバーセルとして発表され、サイバートラックが復活しました。この新バージョンは、エネルギー密度が向上し、充電性能も改善される予定でした。
ティアダウン・タイタンとして有名なサンディ・ムンロ氏は、この改良版のエネルギー密度が約12%向上していることを示しました。これは相当な改善です。サイバートラックの分解動画は以下でご覧いただけます。
タブレス設計
4680セルのタブレスデザインは、その生産性にも影響を与え、製造のしやすさにも影響を与えます。タブを通常の小型バッテリーの上部にある小さな突起物だと考えてみてください。タブがないということは、セル本体の製造中にタブを追加する必要がないため、工程を省略することで欠陥発生の可能性を低減し、立ち上げを迅速化できるということです。
タブをなくすことで、電子がセルに出入りする際に移動する距離を短縮することもできます。これは、抵抗が少なくなり、プロセスで失われるエネルギーが減少することを意味し、車両全体の効率が向上します。
利点
この新しい4680セルプロセスにはいくつかの利点があります。そのひとつは、現在のウェットプロセスと比較して、最大50%のコスト削減が可能なことです。 また、ドライプロセスは環境にやさしいだけでなく、セルの製造をより迅速に拡大することも可能にします。
テスラは、いくつかの理由からスタンダードな2170セルから4680セルへの移行を希望しています。最大の理由は、コスト削減です。4680セルは物理的に大きなセルであり、以前は構造的なサポートとして使用されていなかったため、4680セルの製造と車両構造の両方でコスト削減が可能になります。
簡単かつ安価
さらに、4680セルはサイズが大きいため、製造が容易になります。2170セルは縦長で細長い形状ですが、4680セルは横長でがっしりとした形状です。さらに、独自のタブレス設計により抵抗が少なくなり、充電速度とセルの性能が向上する見込みです。
基本的に、テスラは4,400個の2170セルで占められていたスペースを、わずか960個の4680セルで埋めることができます。これにより、以前は個々のセルを包むために使用されていた材料が大幅に削減され、スペースが節約され、バッテリーパックが占めるスペースのエネルギー密度が最大限に高まります。
つまり、サイバートラックの価格が下がり、生産速度が上がる可能性があるということです。テスラは年間約25万台のサイバートラックを生産することを想定しており、そのためには4680バッテリーパックを大量に必要とします。
将来的には、テスラが4680セルにこれほどの改良を加え、さらに多くの改良を加えたものを、他の車両ラインナップにも導入していくことが考えられます。
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