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Elon Musk diz que os protótipos são fáceis, mas a produção é um inferno. E, quando se trata do tão aguardado Cybertruck, o inferno da Teslaé sua bateriapioneira 4.680.

A Tesla entregou a primeira de suas futurísticas picapes elétricas revestidas de aço inoxidável no mês passado, e o CEO Musk disse em outubro que provavelmente atingiria uma taxa de produção anual de um quarto de milhão de veículos em algum momento durante 2025.

Mas a Tesla ainda está muito longe desse tipo de ritmo de produção, e um dos principais gargalos é a velocidade com que pode fabricar as bateria 4.680 usadas no Cybertruck, com sua nova tecnologia de revestimento seco, disseram nove pessoas familiarizadas com o assunto.

A fábrica Giga Texas da Tesla está atualmente produzindo 4.680 células de bateria a uma taxa suficiente apenas para alimentar cerca de 24 mil Cybertrucks por ano, ou cerca de um décimo da produção necessária, de acordo com cálculos da Reuters baseados em uma combinação de dados públicos e números não publicados fornecidos por fontes.

Ser capaz de aumentar enormemente a produção da bateria por meio de eletrodos de revestimento seco – em vez de usar o revestimento úmido mais lento e caro – foi um fator-chave por trás das previsões da Tesla em 2020 de que reduziria os custos da bateria em mais da metade, reduziria significativamente o investimento e criaria fábricas menores e mais verdes.

As nove pessoas, que falaram à Reuters sob condição de anonimato devido à delicadeza do assunto, disseram que a Tesla ainda não conseguiu quebrar o revestimento seco na escala industrial necessária para fabricar 4.680 baterias com rapidez suficiente para atingir suas metas de produção.

As pessoas disseram que o revestimento seco do ânodo nas células 4.680 não era problemático, mas a Tesla estava lutando com a mesma técnica para o cátodo – o componente mais caro de uma bateria.

O revestimento seco de ânodos e cátodos é comprovado em laboratório, bem como para dispositivos menores de armazenamento de energia, como supercapacitores, e até mesmo algumas baterias pequenas, de acordo com Yuan Gao, consultor de tecnologia de baterias.

“Mas ninguém fez isso até agora para grandes baterias de veículos elétricos em grande escala e em velocidade alta o suficiente. A Tesla é a primeira a tentar comercializar isso”, disse Gao, que trabalha na indústria há três décadas.

“O desafio é que a Tesla não só precisa ampliar e acelerar o processo, mas também desenvolver seus próprios equipamentos e ferramentas. É no mínimo assustador”, disse ele.

A Tesla não respondeu às perguntas detalhadas da Reuters para esta história.

Quebrando o código

Nesta foto de arquivo de 21 de novembro de 2019, o cofundador e CEO da Tesla, Elon Musk, mostra o Tesla Cybertruck totalmente elétrico e movido a bateria, apresentado no Tesla Design Center em Hawthorne, Califórnia

De acordo com três das fontes, as baterias dos Cybertrucks incluem cerca de 1.360 células individuais.

Isso significa que a Tesla precisaria fabricar 340 milhões de células por ano, ou quase um milhão por dia, para fornecer 250 mil picapes elétricas, que estão entrando em um mercado aquecido com rivais como o F-150 Lightning da Ford, o R1T da Rivian e um Hummer elétrico. da General Motors.

Neste momento, a fábrica da Tesla em Austin leva cerca de 16 semanas para fabricar 10 milhões de células 4.680, segundo cálculos da Reuters baseados em números da Tesla, verificados pelas três fontes.

Isso se traduz em 32,5 milhões de células por ano, ou o suficiente para pouco menos de 24.000 picapes – e isso é apenas para o Cybertruck.

A Tesla também quer usar baterias 4.680 para alimentar outros veículos, principalmente o carro pequeno de US$ 25 mil que a empresa está lutando para lançar em meados da década de 2020.

A Tesla tem capacidade de produção limitada para 4.680 células em Fremont, Califórnia, mas sua fábrica é principalmente para produção piloto. A Panasonic, um dos fornecedores de baterias de longa data da Tesla, está planejando construir pelo menos duas fábricas nos Estados Unidos, mas acaba de iniciar a construção da primeira.

Duas das nove pessoas familiarizadas com o assunto acreditam que o progresso da Tesla com o aumento da produção do 4.680 provavelmente ganhará força, especialmente quando alcançar estabilidade com o know-how de produção em uma linha de produção.

Eles disseram que a Tesla tem se concentrado em estabelecer um know-how robusto para produzir baterias sem falhas na primeira vez. É um processo demorado, mas “depois de decifrar o código e estabelecer a estabilidade, é exponencial”, disse um deles.

“A velocidade aumentaria. Já há muita tração em superfícies secas”, disse a pessoa.

O czar das baterias da Tesla, Drew Baglino, disse em outubro que a empresa estava agora produzindo 4.680 células em duas linhas de produção em Austin e planeja instalar um total de oito linhas lá em duas fases, com as últimas quatro previstas para funcionar no final de 2024.

Ainda assim, uma das duas pessoas disse que replicar o conhecimento estabelecido de uma linha de produção para outra não é moleza.

A fonte disse que apenas cerca de 5% das células fabricadas em linhas de produção lucrativas são descartadas, mas as taxas de sucata podem subir para 30% a 50% e permanecer nesse nível por vários meses à medida que cada nova linha é iniciada.

Uma das fontes disse que o método de revestimento seco para cátodos da Tesla não estava se mostrando mais rápido do que o antigo processo úmido, embora as taxas de descarte tenham caído para 10% a 20%.

Baglino não respondeu aos pedidos de comentários para esta história.

‘Bagunça pegajosa’

Primeiro Cybertruck construído na fábrica da Tesla no Texas (EUA) – Crédito: Reprodução/Twitter Tesla

As fontes disseram que Tesla estava lutando para misturar os materiais do cátodo, que incluem lítio, manganês e níquel, com um aglutinante e colá-los em uma folha metálica para produzir um cátodo – sem usar umidade.

Duas das pessoas disseram que o processo funcionou para pequenas quantidades, mas quando Tesla tentou aumentá-lo, muito calor foi gerado e isso derreteu o aglutinante, que uma das fontes acreditava ser o politetrafluoroetileno, mais conhecido como Teflon.

“Se você derreter a cola, em breve tudo se tornará uma grande bagunça pegajosa”, disse outra fonte.

Igualmente problemáticas para a Tesla são as máquinas usadas para revestir a folha metálica para produzir eletrodos de bateria – equipamentos semelhantes a enormes máquinas de impressão de revistas e jornais com grandes rolos, disseram as fontes.

Para acelerar a produção de células, a Tesla está tentando revestir várias tiras de folha magnética com materiais ativos de bateria ao mesmo tempo e em altas velocidades.

Isso exige rolos grandes e largos, bem como a aplicação de uma força tremenda para pressionar os materiais na folha. Mas como os rolos são grandes e largos, aplicar pressão uniformemente está se revelando um desafio, disseram as fontes.

E quando a pressão não é aplicada uniformemente, a Tesla obtém eletrodos com superfícies e espessuras irregulares, que não servem para suas células de bateria e precisam ser descartados, disseram as fontes.

Talvez mais problemático, Baglino, da Tesla, disse em um bate-papo em uma conferência sobre baterias em março que a Tesla ainda estava construindo um sistema de verificação de qualidade completamente novo para que pudessem eliminar células com falhas no revestimento.

Uma das fontes com conhecimento do assunto disse especificamente que se tratava especificamente da construção de infraestrutura de dados em torno do desenvolvimento, fabricação e uso em campo da bateria da Tesla, porque em alguns casos as falhas estavam escondidas no revestimento e não apareceram por alguns meses. a estrada.

Em outras palavras, Tesla ainda não sabe quais células secas são boas e quais precisam ser descartadas, disse a fonte.

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