Wenn dies gelingt, könnte die Reichweite eines Model Y beispielsweise um über 100 km (62 Meilen) bei gleichbleibender Batteriegröße erhöht werden. Alternativ könnte es den Herstellern ermöglichen, geräumigere und möglicherweise leichtere Elektrofahrzeuge (EVs) zu entwickeln, während die Reichweite unverändert bleibt.

Da immer mehr Autohersteller Elektroauto-Modelle auf den Markt bringen, suchen Investoren nach Beweisen dafür, dass Tesla und etablierte Batterieanbieter wie Panasonic ihren Vorsprung in der Branche halten können. Das Batteriesystem ist das teuerste Element eines Elektrofahrzeugs, und eine verbesserte Leistung und niedrigere Kosten werden als Schlüssel zu einem anhaltenden Anstieg der weltweiten Verkaufszahlen angesehen.

Panasonic Energy, eine Kerneinheit der Panasonic Holdings, plant, diese Verbesserungen durch eine neue Mischung von Additiven zu erreichen, die es einzelnen Zellen ermöglichen, mit einer höheren Spannung zu arbeiten, ohne die Leistung der Batterien zu beeinträchtigen, sagte Shoichiro Watanabe in einem Interview.

"Das Rennen unter den Batterieherstellern besteht darin, stärkere und effektivere Additive zu entwickeln", sagte er.

Seine Ausführungen geben zum ersten Mal einen Überblick über die Arbeit des Unternehmens hinter den Kulissen zur Verbesserung der Batterieleistung über die modernste Batterietechnologie hinaus, die Panasonic heute für Tesla zur Verfügung stellt.

Eine Steigerung der Energiedichte um 20 % - im Wesentlichen die Fähigkeit der Batterie, Energie in einem bestimmten Volumen zu speichern - würde wahrscheinlich zu einer Energiedichte von 900 Wattstunden pro Liter (wh/l) für die fortschrittlichste Zelle von Panasonic führen, verglichen mit 750 wh/l heute.

Watanabe sagte, Panasonic plane, diesen Zuwachs über mehrere Jahre zu erreichen, sagte aber nicht, wann das Unternehmen mit der Einführung der neuen Chemie beginnen werde.

Es wird erwartet, dass eine neue, größere 4680-Batterie, die bereits von Tesla produziert wird, die Produktionskosten senken und die Reichweite im Vergleich zur aktuellen Generation der 2170-Batterie erhöhen wird, wie der Autohersteller mitteilte.

Eine Sprecherin von Panasonic lehnte es ab, sich dazu zu äußern, ob die neue Batterietechnologie des Unternehmens in die 4680 oder die 2170 oder in beide eingebaut werden würde.

Tesla reagierte nicht auf Anfragen nach einem Kommentar.

WENIGER DEGRADATION

Panasonic, Teslas erster Batterielieferant, plant, im Geschäftsjahr ab April 2023 mit der Massenproduktion von 4680-Batterien in Japan zu beginnen und prüft Standorte für die Produktion in den Vereinigten Staaten. Tesla plant, 4680-Batterien für den Antrieb der neuen, in Texas gebauten Model Y-Autos zu verwenden.

Panasonic hat eine Methode entwickelt, um die Degradation einer Batterie bei höherer Spannung zu verlangsamen. Dazu gehören neue, stärkere Zusätze zum Elektrolyt der Batterie, sagte Watanabe, der auch Executive Vice President von Panasonic Energy ist.

Höhere Spannungen ermöglichen eine größere Fähigkeit, Energie zu speichern, aber selbst kleine Erhöhungen haben dazu geführt, dass die Batterieleistung überproportional abgenommen hat.

"Eine Verbesserung der Energiedichte um 20% ist durchaus möglich", wenn Panasonic die beschriebenen Verbesserungen umsetzen kann, meint Shirley Meng, Professorin an der Universität von Chicago und leitende Wissenschaftlerin des Zentrums für Batteriewissenschaft des US Argonne National Laboratory. "Ich bin optimistisch, was dieses Ziel angeht, denn die Forschung hat in all diesen Bereichen vielversprechende Daten gezeigt."

Das Argonne National Laboratory arbeitet mit einer Reihe von Batterieherstellern zusammen. Die Konkurrenten von Panasonic, zu denen CATL, LG Energy Solution und Samsung SDI gehören, arbeiten ebenfalls an Technologien, die versprechen, Batterien zu liefern, die schneller laden, länger laufen und weniger kosten.

Die aktuelle Batteriezelle von Panasonic für Tesla verwendet eine Spannung von 4,2 Volt. Watanabe sagte, dass eine Erhöhung auf 4,3 oder 4,4 Volt mit einer neuen Mischung von Zusätzen zum Elektrolyten, der chemischen Suppe, die die negativ und positiv geladenen Elektroden trennt, möglich sei.

"Wenn wir es auf 4,5 oder 4,6 Volt bringen können, würde sich die ganze Weltanschauung darüber, was für Elektroautos möglich ist, ändern", sagte Watanabe.

Panasonic hat auch Methoden entwickelt, um das zu verhindern, was die Ingenieure als "Mikrorisse" bezeichnen. Dabei handelt es sich um kleine Risse, die in der positiven Elektrode entstehen, wenn eine Batterie geladen und entladen wird, was ihre Lebensdauer verkürzt. Eine Schutzmaßnahme ist die Verwendung sogenannter "einkristalliner Materialien" für die positive Elektrode der Batterie, sagte er.

Darüber hinaus arbeitet Panasonic daran, einen größeren Teil des in den negativen Elektroden der Batterie verwendeten Graphits durch Materialien auf Siliziumbasis zu ersetzen, um diesen Teil der Zelle zu verbessern, auch wenn der Preis für Silizium höher ist, so Watanabe.

"Es ist schwierig, das Gleichgewicht zu halten, aber um die Energiedichte von Batterien zu erhöhen, muss das Potenzial beider Elektroden erhöht werden", sagte er.