NORIHIKO SHIROUZU Y PAUL LIENERT

El secreto detrás del objetivo de Elon Musk de vender 20 millones de Tesla al año para 2030 radica en su tecnología de batería pionera. La buena noticia es que mediante el uso de celdas más grandes y un nuevo proceso para secar los electrodos, Tesla podría reducir a la mitad el costo de una batería Model Y, ahorrando más del 8% del precio inicial del automóvil en EE.UU., dijeron expertos en baterías vinculados a la empresa.

La mala noticia es que solo está a mitad de camino, según 12 expertos cercanos a Tesla o familiarizados con su nueva tecnología.

Esto se debe a que la técnica de recubrimiento en seco utilizada para producir las celdas más grandes en la batería 4680 de Tesla es tan nueva y no probada que la empresa tiene problemas para ampliar la fabricación hasta el punto en que se activan los grandes ahorros de costos, dijeron los expertos a Reuters.

"Simplemente no están listos para la producción en masa", dijo uno de los expertos cercanos a Tesla (TSLA.O). Aún así, las ganancias que Tesla ya ha logrado al reducir los costos de producción de baterías en los últimos dos años podrían ayudar a aumentar las ganancias y extender su liderazgo sobre la mayoría de los rivales de vehículos eléctricos (EV).

Los inversionistas consideran que las mejoras prometidas por Musk en el costo y el rendimiento de la batería son fundamentales para la búsqueda de Tesla de marcar el comienzo de una era en la que puede vender un EV de US$ 25.000 para obtener ganancias y tener una mejor oportunidad de alcanzar sus objetivos para 2030.

Los sistemas de batería son el elemento individual más caro en la mayoría de los vehículos eléctricos, por lo que fabricar paquetes de bajo costo y alto rendimiento es clave para producir autos eléctricos asequibles que puedan competir cara a cara con los rivales con motor de combustión a precios de etiqueta.

Tesla es uno de los pocos fabricantes de automóviles importantes que producen sus propias baterías para vehículos eléctricos y al fabricar celdas Model Y en plantas de EE.UU., el SUV seguirá siendo elegible para créditos fiscales de EE.UU. cuando muchos vehículos eléctricos rivales ya no califiquen.

Entre los 12 expertos en baterías con los que habló Reuters, nueve tienen vínculos estrechos con Tesla y tres de los nueve han examinado la tecnología de baterías nuevas y viejas de Tesla por dentro y por fuera a través de desmontajes.

Tesla no respondió a las solicitudes de comentarios.

"ÉL LO RESOLVERÁ"
Las fuentes predicen que a Tesla le resultará difícil implementar completamente el nuevo proceso de fabricación de revestimiento en seco antes de finales de este año, y quizás no hasta 2023.

Stan Whittingham, co-inventor de las baterías de iones de litio y premio Nobel de 2019, cree que el presidente ejecutivo de Tesla, Elon Musk, ha sido demasiado optimista sobre el plazo para comercializar la nueva técnica.

"Creo que lo resolverá, pero no será tan rápido como le gustaría. Tomará algún tiempo probarlo realmente", dijo. En agosto, Musk dijo a los accionistas que Tesla produciría grandes volúmenes de baterías 4680 para fines de 2022.

Según los expertos, hasta ahora Tesla solo ha podido reducir el costo de la batería del Modelo Y entre US$ 2.000 y US$ 3.000, aproximadamente la mitad de los ahorros que Tesla había planeado para la batería 4680, que presentó hace dos años.

Pero esos ahorros provienen principalmente del diseño de las nuevas celdas 4680, que son más grandes que las de la batería 2170 actual de Tesla, dijeron. Pero el corazón del impulso para reducir los costos es la tecnología de recubrimiento en seco, que Musk ha descrito como revolucionaria pero difícil de ejecutar.

Según las fuentes, debería generar hasta la mitad de los ahorros de costos de US$ 5.500 que Tesla espera lograr, al reducir drásticamente los costos de fabricación y el gasto de capital único.

Tesla adquirió el conocimiento en 2019 cuando pagó más de 200 millones de dólares por Maxwell Technologies, una empresa de San Diego que fabrica ultracondensadores, que almacenan energía para dispositivos que necesitan ráfagas rápidas de electricidad, como flashes de cámaras.

Sobre la base de la tecnología de Maxwell, Tesla comenzó a fabricar 4680 celdas secas este año, primero en un piloto cerca de su planta de Fremont, California y más recientemente en su nueva sede mundial en Austin, Texas.

"MEJOR EN CLASE"
La tecnología permite a Tesla deshacerse del proceso de recubrimiento húmedo más antiguo, más complejo y costoso. Es caro porque necesita una cantidad sustancial de electricidad, maquinaria, espacio en la fábrica, tiempo y una gran cantidad de mano de obra.

Para recubrir los electrodos en el proceso húmedo, los productores de baterías mezclan los materiales con solventes aglutinantes tóxicos. Una vez recubiertos, los electrodos se secan en hornos masivos, y los solventes tóxicos que se evaporan en el proceso se recuperan, tratan y reciclan, todo lo cual aumenta el costo.

Con la nueva tecnología, los electrodos se recubren con diferentes aglutinantes con poco uso de líquidos, por lo que no es necesario secarlos. Eso significa que es más barato, más rápido y también menos dañino para el medio ambiente.

Debido a su simplicidad, el proceso le permite a Tesla reducir el gasto de capital en un tercio y reducir tanto la huella de una fábrica como su consumo de energía a una décima parte de lo que se necesitaría para el proceso húmedo, dijo Tesla.

Pero la empresa ha tenido problemas para comercializar el proceso, dijeron las fuentes.

Maxwell desarrolló su proceso de recubrimiento seco para ultracondensadores, pero el desafío con el recubrimiento de electrodos para baterías EV es que son mucho más grandes y gruesos, lo que dificulta recubrirlos con una calidad constante a velocidades de producción en masa.

"Pueden producir en pequeño volumen, pero cuando comenzaron la producción en gran volumen, Tesla terminó con muchos rechazos, demasiados", dijo a Reuters una de las fuentes vinculadas a Tesla.

Los rendimientos de producción fueron tan bajos que se perdieron todos los ahorros de costos anticipados del nuevo proceso, dijo la fuente.

Si se logran todas las eficiencias potenciales del recubrimiento en seco y las celdas más grandes, el costo de fabricación del paquete de baterías 4680 del Model Y debería caer a US$ 5.000 a US$ 5.500, aproximadamente la mitad del costo del paquete 2170, según las fuentes.

Sin embargo, el costo creciente de los materiales y la energía de la batería representa un riesgo para esos pronósticos, y Tesla aún no ha podido mejorar significativamente la densidad de energía de la nueva batería o la cantidad de energía que contiene, como prometió Musk.

Aún así, a pesar de esos factores, los ahorros que se espera que Tesla logre terminarán convirtiendo a la batería 4680 en la "mejor de su clase" de la industria en el futuro previsible, dijo una fuente.

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Gran parte de los ahorros de costos de US$ 2.000 a US$ 3.000 logrados con la batería 4680 hasta ahora provienen de otras mejoras, y el uso de celdas más grandes ha demostrado ser particularmente potente, dijeron los expertos.

Las 4680 celdas tienen 5,5 veces el tamaño de las 2170 celdas en volumen. Las celdas cilíndricas más antiguas miden 21 mm de diámetro y 70 mm de altura, de ahí el nombre. Las celdas 4680 tienen un diámetro de 46 mm y una altura de 80 mm.

Con la tecnología más antigua, Tesla necesita unas 4.400 celdas para alimentar el Model Y y hay 17.600 puntos que deben soldarse, cuatro por celda, para crear un paquete que se pueda integrar en el automóvil, dijeron las fuentes.

El paquete de baterías 4680 solo necesita 830 celdas y Tesla ha cambiado el diseño para que solo haya dos puntos de soldadura por celda, lo que reduce la soldadura a 1660 puntos y genera importantes ahorros de costos.

El diseño más simple también significa que hay menos conectores y otros componentes, lo que ha permitido a Tesla ahorrar aún más en costos de mano de obra y tiempo de máquina.

Otra fuente de eficiencia ha sido la carcasa exterior mucho más resistente de la celda más grande. Tesla ahora puede unir las celdas con adhesivo en un paquete rígido similar a un panal que luego se conecta directamente a la estructura interna del cuerpo del Modelo Y.

Esto elimina el paso intermedio de agrupar celdas en módulos más grandes que luego se instalan en un paquete de baterías tradicional, dijeron las fuentes.

Al cambiar a este diseño de "célula a vehículo", Tesla puede reducir el peso de un paquete de baterías tradicional de 1,200 libras en 55 libras o más, ahorrando entre US$ 500 y US$ 600 por paquete, dijo una de las fuentes. Pero dominar la técnica de recubrimiento en seco sigue siendo el santo grial.

"Aumentar el volumen de la celda de la batería ayudó mucho a aumentar la eficiencia, pero impulsar un ahorro de costos del 50% para la celda en su conjunto es otra cuestión", dijo una fuente. "Eso dependerá de si Tesla puede implementar con éxito el proceso de recubrimiento en seco en una fábrica".