Fünf Jahre nach der Vorstellung seiner 4680-Batteriezellen auf dem "Battery Day" meldet Tesla nun einen entscheidenden Schritt: In Austin entstehen 4680-Zellen, bei denen die Beschichtung von Anode und Kathode ohne Lösungsmittel erfolgt. Damit beherrscht Tesla das sogenannte Trockenelektroden-Verfahren erstmals vollständig im Großserien-Maßstab. Der Durchbruch hat vor allem eine industrielle Bedeutung – sie betrifft weniger die Leistungsfähigkeit der Zelle als deren Herstellung.
4680-Zelle
Tesla hat 4680-Zelle im September 2020 vorgestellt. Der Name beschreibt das Format: 46 Millimeter Durchmesser, 80 Millimeter Höhe. Größere Zellen verringern die Zahl der Einzelbauteile im Batteriepaket. Gleichzeitig verzichtet Tesla auf klassische Stromableiterlaschen und nutzt zur Senkung des elektrischen Widerstands eine umlaufende Kontaktierung.
Erstmals hat Tesla die 4680-Zelle im Model Y aus Texas eingesetzt. Später hat der Hersteller die Zell-Produktionskapazitäten Richtung Cybertruck verschoben. Nach weiteren Produktions-Hochläufen, in Berichten ist von mehreren Hunderttausend Zellen pro Tag die Rede, verbaut Tesla aktuell diese Zellen auch wieder in bestimmten Varianten des Model Y.
Die 4680-Zelle selbst war auch bisher schon kein statisches Produkt. Tesla hat Chemie und Aufbau permanent weiterentwickelt. Im Cybertruck erreicht die Zelle 272 Wattstunden pro Kilogramm. Das entspricht einem Plus von gut zwölf Prozent gegenüber früheren Ausführungen. Entscheidend dafür waren eine nickelreichere Kathodenchemie (NCM955 statt NCM811), dünnere Zellgehäuse und angepasste Schichtdicken der Elektroden. Mit der nun eingeführten Trockenbeschichtung hat dieser Energiesprung jedoch nichts zu tun.
Was Trockenelektroden bedeuten
In herkömmlichen Lithiumionen-Zellen mischen Hersteller Aktivmaterial, Leitruß und Bindemittel mit einem Lösungsmittel zu einer zähflüssigen Masse. Diese tragen sie auf Metallfolien auf und trocknen sie anschließend in großen Öfen. Das Lösungsmittel gewinnen sie zurück und bereiten es auf. Der Prozess benötigt Energie, Fläche und aufwendige Anlagen – er ist also teuer.
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Beim Trockenelektroden-Verfahren entfällt dieser Schritt. Hersteller mischen die Pulverbestandteile ohne Lösungsmittel und verdichten sie mechanisch auf dem Stromsammler. Das spart Trocknungsöfen, senkt den Energiebedarf und verkürzt die Prozesskette. Für einen Hersteller wie Tesla, der Zellfertigung im zweistelligen Gigawattstunden-Bereich betreibt, multiplizieren sich diese Effekte. Schon geringe Einsparungen pro Zelle summieren sich über Millionen Einheiten. Gleichzeitig vereinfacht sich die Fertigungskette. Weniger Prozessschritte bedeuten geringere Fehleranfälligkeit und einen potenziell höheren Ausstoß.
Insbesondere die Antriebs-Akkus des energiehungrigen Cybertruck rüstet Tesla mit 4680-Zellen aus.
Tesla beschichtet die Anode bereits seit einigen Jahren trocken. Die Kathode bereitete in der Serienumsetzung allerdings unerwartet große Schwierigkeiten. Nickelreiche Materialien reagieren empfindlicher, die mechanische Stabilität der Schichten muss dennoch gewährleistet bleiben. Nun meldet Tesla aber, dass die Trockenfertigung beider Elektroden im Werk Austin (Gigafactory 5 ) begonnen hat.
Wichtig ist die Einordnung: Das Verfahren ändert nicht die Zellchemie. Die 4680-Zelle bleibt eine klassische Lithiumionen-Zelle mit flüssigem Elektrolyt.
Auch strategisch bedeutsam
Die Trockenelektroden sind für Tesla auch strategisch wichtig. Tesla baut in Texas eine eigene Kathodenfertigung auf und betreibt im texanischen Robstown (Nähe Corpus Christi) seit Ende 2025 eine Lithiumraffinerie. Mit trockener Beschichtung und lokaler Materialversorgung verkürzt das Unternehmen Lieferketten und reduziert Abhängigkeiten von Importen. Angesichts zunehmender Handelsbarrieren gewinnt dieser Punkt an Gewicht.
In seinem texanischen Werk baut Tesla auch in einige Model Y Batterien mit 4680-Zellen ein.
Was bedeutet das für die Reichweite?
In sozialen Medien verknüpfen manche Tesla-Fahrer die Trockenbeschichtung mit der Erwartung deutlich höherer Reichweiten, insbesondere beim Cybertruck. Diese Schlussfolgerung greift zu kurz. Die bekannte Steigerung der Energiedichte auf 272 Wh/kg resultierte seinerzeit, wie beschrieben, aus einer veränderten Kathodenchemie und konstruktiven Anpassungen. Die nun eingeführte Trockenbeschichtung verändert die chemische Zusammensetzung nicht. Sie erleichtert die Herstellung, erhöht aber nicht automatisch die gespeicherte Energie pro Kilogramm.
Theoretisch ermöglicht das Verfahren dickere Elektroden und damit eine höhere Energiedichte. Ob und wann Tesla diesen Spielraum nutzt, bleibt offen. Aktuell gibt es keine belastbaren Daten, die eine zusätzliche Energiedichte-Steigerung durch die trockene Kathode belegen. Auch bei der Ladegeschwindigkeit zeigt sich kein unmittelbarer Durchbruch. Verbesserungen beim Innenwiderstand hängen stärker von Material und Zellaufbau ab als vom Beschichtungsverfahren.
Abgrenzung zur Festkörperbatterie
Die Trockenbeschichtung beschreibt ein Herstellungsverfahren. Die Festkörperbatterie hingegen ersetzt den flüssigen Elektrolyten durch einen festen. Das ist eine grundlegende Änderung der Zellarchitektur.
4680-Zelle: 46 Millimeter Durchmesser, 80 Millimeter Höhe - größere Zellen verringern die Zahl der Einzelbauteile im Batteriepaket.
Eine Lithiumionen-Zelle mit Trockenelektroden bleibt eine Lithiumionen-Zelle. Sie enthält weiterhin einen flüssigen Elektrolyten und nutzt etablierte Materialien wie Nickel-Mangan-Cobalt-Oxide oder Lithiumeisenphosphat. Festkörperbatterien versprechen höhere Energiedichten und verbesserte Sicherheit, stehen aber noch vor erheblichen Herausforderungen bei Haltbarkeit und Massenfertigung. Das Trockenelektroden-Verfahren kann theoretisch auch bei Festkörperzellen zum Einsatz kommen. Es macht aus einer Lithiumionen-Zelle jedoch keine Festkörperbatterie.
Wirtschaftlicher Ausblick
Mit der vollständigen Trockenbeschichtung der 4680-Zelle könnte Tesla auch das Ziel verfolgen, die Zellproduktion schneller wachsen zu lassen als den Fahrzeugabsatz. Wer Zellen kostengünstig und in großen Stückzahlen fertigt, gewinnt Spielraum bei Preisen oder Marge. Sollte sich das Verfahren als stabil erweisen, könnte Tesla die 4680-Zelle in weiteren Baureihen einsetzen. Denkbar wäre auch eine breite Nutzung in stationären Speichern.
Trockenelektroden gelten branchenweit als möglicher Hebel, um die Kosten pro Kilowattstunde zu senken – weshalb auch andere Hersteller an diesem Produktionsverfahren arbeiten.
