Tesla dio a conocer sus nuevas celdas de baterías cilíndricas 4680 en septiembre del año pasado, durante la celebración del 'Battery Day', un evento en el que presentó varias innovaciones tecnológicas relacionadas con sus coches eléctricos. La línea piloto para el ensamblaje de estas baterías que el fabricante californiano ha instalado en su fábrica de Fremont ya está en marcha y funciona de manera espectacular, tal y como demuestra un vídeo publicado por la propia empresa en la red social Linkedin para la campaña de reclutamiento de la Gigafactoría de Berlín, donde también tiene previsto producirlas.
Hacer realidad las celdas 4680 es fruto de un puzle que Tesla ha ido construyendo durante los últimos años. Las innovaciones en materiales, diseño y procesos de fabricación han dado lugar a una pequeña obra maestra de ingeniería que reduce sustancialmente los costes de producción. La empresa ya está fabricando estas celdas en su planta de producción piloto Magic Cube cerca de la fábrica de Fremont. Paralelamente, Tesla Grohmann, la división de automatización de la compañía, desarrolla y construye las máquinas necesarias para su fabricación en serie basándose en las experiencias de la línea piloto.
Según explicó Elon Musk, Tesla está incrementará la producción durante este año para alcanzar los 10 GWh en esta instalación, pero "las plantas de producción reales serán capaces de alcanzar del orden de 200 GWh/año, tal vez más", asegura el CEO de la empresa. Mientras tanto, el avance de los trabajos de construcción y desarrollo de la Gigafactoría de Berlín sugieren que esta podría ser la primera ubicación para la producción de celdas 4680 a gran escala. Tesla quiere utilizar este incentivo tecnológico para atraer ingenieros alemanes de primer nivel a sus filas, con la propuesta de experimentar la fabricación de las celdas de batería más avanzadas del planeta.
Proceso roll-to-roll para fabricar los electrodos de las celdas de batería 4680 de Tesla.
A principios de este año, Tesla adquirió una empresa de ensamblaje de baterías en Alemania, pero al parecer la fuerza laboral que la compone no es lo suficientemente grande como para cubrir todos los puestos de trabajo que se necesitan en planta de baterías de Berlín. En la campaña de reclutamiento puesta en marcha en Linkedin se anima a los interesados de esta forma: "En Tesla, construimos automóviles y fábricas desde cero. Ahora hacemos lo mismo con las baterías".
Una de las ideas más innovadoras de la celda 4680 es la altura del cilindro, 80 mm, que permite que la fabricación pueda realizarse en un movimiento continuo, similar al que se emplea en la producción de botellas en las empresas de bebidas. Este sistema acelera la velocidad de producción de celdas en comparación con los procedimientos actuales que se emplean en las instalaciones de fabricación dela Gigafactoría de Nevada.
Un ingeniero especialista en química celular (legitpoolcleaner) ha publicado un comentario en la red social Reddit en el que explica parte del proceso. El inicio del vídeo (0:02) muestra la producción de los electrodos en un proceso de recubrimiento roll-to-roll. A continuación se intercalan los electrodos (positivo-separador-negativo) para crear una celda cilíndrica completa (0:05). En el vídeo no queda claro cómo se realizar la inyección posterior del electrolito, que debería realizarse después de introducir el cilindro en su recipiente: "podrían estar usando un electrolito de estado sólido o cuasi-sólido", afirma este usuario.
En la línea de producción de las celdas 4680 trabajan varios robots que automatizan el proceso. En esta instalación se han implementado varias mejoras, como la fabricación de electrodos de recubrimiento seco mediante una película en polvo, una tecnología procedente de la empresa estadounidense Maxwell Technologies. Este proceso, modificado convenientemente por Tesla, es mucho menos complicado y requiere menos maquinaria que el proceso húmedo habitual para crear un electrodo.
A nivel de ensamblaje, Tesla ha rediseñado toda la maquinaria para lograr un proceso siete veces más rápido que las líneas de producción actuales. También se han incluido otras mejoras incrementales en los procesos de devanado y formación, que dan como resultado una reducción total del coste de la batería de un 18% gracias al rediseño del proceso de fabricación.
