Panasonic: így készülnek a Tesla akkuk

Idén ismét megrendezésre került a CES, azaz Consumer Electronics Show, amely már egy jó ideje tágabb témakört ölel fel, mintha szimplán csak a nevéből eredően szórakoztatóelektronikai vásár lenne. Természetesen a CES 2021 a koronavírus miatt az internetre költözött, így a legtöbb témában a kiállítók online tették elérhetővé bemutatóikat.

A Panasonic energia üzletága a rendezvény alkalmából egy ritka interjút adott az amerikai tech oldal a The Verge egyik újságírójának. Azért mondom, hogy ritka, mert most a tűzhöz igen közel álló szakemberek meséltek arról, hogyan segíti fejleszteni és gyártani a japán vállalat a Tesla autóinak akkumulátorait.

Szimbiózis

Az interjú két résztvevője abszolút szakértője a Tesla-Panasonic együttműködéstémának. Celina Mikolajczak jelenleg a Panasonic észak-amerikai üzletágának akkumulátorgyártásért felelős alelnöke, aki a Giga Nevadában vezeti a japán cég csapatát, korábban pedig közvetlenül a Tesla alkalmazásában állt. Shawn Watanabe pedig a Panasonic energia üzletágának technológiai és gyártási igazgatója, és hosszú évek óta a Tesla együttműködés egyik fontos vezetője a japánok oldaláról. Már Mikolajczak Teslás idejéből ismerik egymást, a kezdetektől fogva együtt dolgoznak a közös akku programon. Talán már maga a fenti leírás is jól példázza, hogy mennyire szimbiózisban él a Tesla és a Panasonic energia üzletága, és mennyire tévesek azok az egyik vagy másik sarokból bizonygatott érvek, miszerint a Panasonic csak egy sima bérgyártó, vagy éppen ellenkezőleg a Tesla csak egy mezei megrendelő, nulla akku tudománnyal a farzsebében.

Forrás: Panasonic

Apró kis lábjegyzet, de nagyon érdekes volt megfigyelni az interjúban, hogy míg a tipikus, laza, amerikai tech újságíró a keresztnevén szólította japán interjúalanyát, Celina Mikolajczak végig a tiszteletet megadó „Watanabe san” megszólítást alkalmazta.

6 milliárd felett

Watanabe úr azzal kezdte az interjút, hogy elmesélte, bár a Teslával 2012 óta dolgoznak csak együtt, a Panasonic már 1994-ben előállt az első lítium-ion aksijával, és azóta folyamatosan fejleszt. Mint elmondta, kezdetben a 18650-es akkiskat kezdték szállítani a Model S-hez, de időközben a Tesla is frissítette már (többször) az autót, és ezzel együtt az akkumulátor is fejlődött. A 18650-es cella most már a negyedik generációnál tart, folyamatosan lett egyre biztonságosabb, olcsóbb, nagyobb kapacitású.

Mikolajczak hozzátette, hogy még Teslás korában is elképedt tőle milyen sebességgel fejlesztik az akkumulátortechnológiát. Mire elkészültek a cella legújabb verziójával és gyártásba küldték, már zajlott is a közös munka a Panasonic-kal a következő generáción. Nem volt szünet, leállás a fejlesztési ciklusok között.

Panasonic – Tesla akkugyártó sor. Forrás: Panasonic

Az is kiderült a beszélgetésből, hogy a Panasonic 8 év alatt már több mint 3 milliárd 18650-es cellát szállított a Teslának, de 2017 óta már az új 2170-esnél is meghaladták ezt a mennyiséget, így összesen 6 milliárd felett járnak. Ez a hatalmas mennyiség nem csak a két vállalatnak volt kihívás, de a teljes ellátási láncot fel kellett fejleszteni hozzá, hiszen nem kilogrammokban, hanem száz tonnákban mérik a megrendeléseiket.

A fenti mennyiség csak nőni fog a jövőben, és a villanyautók térhódításával minden gyártónak kihívás lesz a hatalmas mennyiségű elektróda és cella legyártása a kereslet kielégítéséhez. A Panasonic gyártósora már most is nagyrészt automatizált. Anno a japán cég a legújabb generációs berendezéseit telepítette Nevadába, de még ezeket is fel kellett tekerni a kívánt gyártási ütem eléréséhez. Ez nem volt egyszerű, és kezdetben 3-400 japán mérnök költözött a gyár körüli motelekbe, hogy beindítsák az üzemet, valamint felvegyék és betanítsák a helyi munkaerőt. Ma már csak pár tucat expat van jelen az üzemben, akik 250 helyi szakemberrel dolgoznak együtt.

A legnagyobb kihívás jelenleg az, hogy olyan sebességgel folyik a gyártás, hogy minden apró hiba hatalmas mennyiségű selejtet jelent mire észreveszik. Ezért nagyon fontos, hogy azonnal elcsípjék a hibákat.

Panasonic – Tesla akkugyártó sor. Forrás: Panasonic

Újrahasznosítás

Mivel az akkumulátorokban használt anyagok igen értékesek, ráadásul már az eredeti ércekhez képest magas tisztaságú formában vannak jelen, így házon belül mindig is újrahasznosították a selejtet. Csakhogy ez eléggé elenyésző mennyiség, ezért (2019 óta) a Redwood Materials nevű céggel dolgoznak együtt ezen a területen. Úgy tudjuk ma már az összes selejtet ők dolgozzák fel.

Panasonic – Tesla akkugyártó sor. Forrás: Panasonic

És akkor itt álljunk meg egy szóra. Ugyanis akinek a Redwood neve ismerősen cseng az nem képzelődik, halhatta már korábban is. A 100 főt foglalkoztató nevadai cég alapítója JB Straubel – igen, az a JB Straubel aki a Tesla egyik alapítója, technológiai igazgatója, és az elmúlt évtizedben Elon Musk jobbkeze volt. Straubel 2017-ben alapította a Redwoodot, és 2019 júliusában, egy tanácsadói pozíciót felvéve, lemondott igazgatói posztjáról a Teslánál, hogy az újrahasznosításra koncentrálhasson. Akkoriban sokan nem értették miért nem Musk cégén belül alakítottak ki egy ezzel foglalkozó csapatot, de a mostani interjú segít összekötni a pontokat.

16 évvel ezelőtti képen, ahogy JB Straubel akkumulátort épít. Forrás: Tesla

Mikolajczak szerint jelenleg nagyon kicsi az aránya az újrahasznosított anyagoknak a gyártásban, mert egyszerűen házon belül nincs annyi selejt. Azonban a Redwood, független cégként, más gyártók és termékek akkumulátorait is be tudja gyűjteni és a nyersanyagokat a rendelkezésükre tudja bocsátani – ez a jövőben fontos forrás lesz bizonyos alapanyagokhoz, tette hozz. Straubel egyébként a múltban az nyilatkozta, hogy a Redwood célja, hogy az újrahasznosított aksikból származó alapanyagok ára a fele legyen a frissen bányászottnak.

A legújabb fejlesztések

Mikolajczak elmondta, hogy jelenleg folyamatosan állítják át a nevadai gyártósorokat a 2170-es cellák legújabb generációjára, amely új összetevőket is tartalmaz. Ez megerősíti azokat a korábbi pletykákat, amelyeket helyi források jelentettek. Ezek szerint a 2170L kódjelű új cella kapacitása 5%-kal nőtt és elsőként azt a gyártósort állították át erre, amely korábban a Tesla Powerwall és Powerpack termékeibe készítette az aksikat. Ezekbe a berendezésekbe mostantól LG cellák kerülnek, a Panasonic termékei pedig mind az autókban kötnek ki. Úgy tudjuk, hogy Nevadában 13 vagy 14 cellagyártó sor működik, amelyek napi (!) kapacitása tavaly lett megemelve 300 ezerről 400 ezerre. Ez több mint 5 millió cellát jelent naponta.

Panasonic – Tesla akkugyártó sor. Forrás: Panasonic

Beszéltek az akkumulátorok kobaltmentesítéséről is, amelynek egyik vezetője Watanabe úr a Panasonicon belül. 1994-ben amikor lítiumos aksik gyártásába kezdtek, a katód még 100%-ban kobaltból készült. 2006-ra, a 18650-es cella első generációjával jutottak el a 15%-os részarányig, 2017-ben pedig, amikor megindult a 2170-esek gyártása Nevadában már csak maximum 5% volt a hírhedt összetevő a cellákban. Ma a 18650-esek 4., illetve 2170-esek 3. generációja már csak nagyjából 2-3%-kal is beéri – bár itt nem szerepelt adat a hivatalos grafikonon, nyilván a pontos szám üzleti titok. Céljuk, hogy 2-3 éven belül teljesen kobaltmentesek legyenek. Ettől egyébként olcsóbb is lesz az akkumulátor.

Így fejlődtek a cellák 1994 óta. Forrás: Panasonic

A kobalt kapcsán egyénként megemlítették, hogy a kémia szempontjából az elérhető ciklusszám és a biztonság miatt ma még kulcsfontosságú ez az összetevő, ráadásul ahogy csökken az aránya a cellában annál nehezebb a gyártási folyamat is, mert az alapanyagok nagyon érzékennyé válnak a nedvességre.

4680

Amikor tavaly az Akkumulátor Nap alakalmával a Tesla bejelentette az új, saját fejlesztésű 4680-as celláját és gyártósorát, sokan azt pedzegették, vajon ez a Panasonic, LG és CATL együttműködés végének kezdete-e. Egyelőre úgy néz ki, hogy pont ellenkezőleg.

Elon Musk maga is hangsúlyozta, hogy olyan mértékében fog még tovább nőni a Tesla akkumulátor éhsége, hogy nemhogy kevesebb, hanem lehet még több partnerük lesz. A bejelentések után kisvártatva olyan pletykák láttak napvilágot, hogy az LG is megkezdte már a 4680-asok fejlesztését, a Panasonic pedig pár nappal később hivatalosan jelentette be az együttműködést a Teslával ezen a téren is.

Watanabe úr most elmondta, hogy már javában folyik a munka az új cellák tesztelésén és fejlesztésén, Mikolajczak szerint pedig vannak még alapvető tervezési és tömeggyártási kihívások a 4680-asokkal. Az új cellának is számos előnye és hátránya van és még dolgoznak ezeken. Mikolajczak azt is hozzátette, hogy nem minden felhasználási területre lesz ugyanaz a cellaméret a megoldás – ezt mindig a jármű vagy eszköz fejlesztőinek kell eldönteni, hogy nekik abba a dizájnba mi az optimális választás.

A jövő villanyautói

Végül felmerült az is, a szakemberek szerint milyen hatótávokat és töltési teljesítményt várhatunk a következő 1-2 év villanyautóitól. Mikolajczak úgy látja, hogy a legfőbb irány a költségek és árak csökkenése. A hatótáv egy vásárlói és tervezői döntés – bizonyos árszinten elérhető lesz nagyobb és kisebb hatótávú autó is, mert nem éri meg mindenkinek kifizetni a nagy hatótáv felárát. Watanabe ehhez még azt tette hozzá, hogy a jövőben jobban a vásárlók igényeihez tudják majd szabni az akkumulátorválasztékot. Ha valakinek kell, lesz majd 1000 kilométer feletti hatótávú opció, másnak meg inkább az élettartam, vagy a töltési teljesítmény lesz fontos.

Nincs időd naponta 8-10 hírt elolvasni? Iratkozz fel a heti hírlevelünkre, és mi minden szombat reggel megküldjük azt a 10-12-t, ami az adott héten a legfontosabb, legérdekesebb volt. Feliratkozás »

Elektromos autót használsz?

Biró Balázs

A fenntartható közlekedés elkötelezett híve, akit elsősorban a Tesla céltudatos és piacot felforgató tevékenysége rántott magával ebbe a világba, így publikációi elsősorban erre a területre koncentrálnak.