Tesla-batterijen: LFP vs. NCA vs. NMC

Wat houdt de nieuwe LFP-batterij van Tesla in? En wat is de levensduur van de Tesla-batterij?

Sinds elektrische auto's de markt hebben veroverd, wordt het belangrijkste onderdeel van een auto niet meer de "motor" genoemd, maar de "batterij". Het energieopslagsysteem neemt een groot deel van de totale voertuigprijs voor zijn rekening en bepaalt het gewicht, de actieradius en de prestaties, kortom het concurrentievermogen.

Daarom wordt er veel geld en capaciteit in batterijonderzoek gestoken, maar de exacte details van een batterijpakket worden vaak strikt geheim gehouden. Maar sommige informatie is natuurlijk wel bekend, en die willen we u hier graag presenteren.

In dit artikel komen we te weten welke accu's de Amerikaanse autofabrikant gebruikt en wat de verschillen zijn.

LFP Tesla batterij: Batterijen zijn Aziatisch

Massaproductie van batterijen is een enorm ingewikkelde onderneming die slechts een paar fabrikanten in de wereld, de meeste in Azië, onder de knie hebben. Daarom haalt zelfs Tesla zo'n belangrijk onderdeel als de batterij voor de meeste van zijn voertuigen uit het Verre Oosten.

De Amerikaanse fabrikant wordt bevoorraad door de grote namen in de branche: Panasonic, dat al de accucellen voor de originele Roadster leverde, LG Chem en CATL voorzien de Amerikaanse autofabrikant van verschillende accu's.

De afgelopen jaren heeft Tesla geprobeerd om zijn eigen batterijproductie op te zetten in Amerikaanse gigafabrieken en, op de lange termijn, in Grünheide, maar dit vordert maar langzaam. Gezien de sterke groei van het merk Tesla zal het bedrijf nog vele jaren afhankelijk zijn van Aziatische specialisten.

Tesla accuduur: het is de chemie die telt

Tesla gebruikt drie verschillende celchemie-oplossingen in zijn voertuigen: NCA, NMC en LFP. Het zijn allemaal lithium-ion accu's - de industrie heeft nog geen levensvatbaar alternatief gevonden - maar ze hebben allemaal verschillende chemische eigenschappen. De chemie bepaalt de belangrijkste eigenschappen van het voertuig en de levensduur van de batterij, en natuurlijk heeft elke chemie zijn voor- en nadelen.

NCA-Batterie Tesla

De "oudste" batterijchemie die Tesla sinds de Roadster heeft gebruikt is de NCA-batterij. NCA staat voor nikkel-kobalt-aluminium, wat de chemische samenstelling van de accu beschrijft. Tesla NCA-cellen hebben een hoge energiedichtheid van 322 Wh/kg en een hoog vermogen. Daarom zijn ze voorbestemd voor langeafstands- en prestatiemodellen.

De nadelen van de NCA-technologie zijn het gebruik van duur kobalt dat onder twijfelachtige omstandigheden wordt gewonnen en een relatief hoog explosiegevaar bij ernstige schade. Bovendien moeten NCA-cellen altijd tussen 20 en 90% worden opgeladen om hun levensduur te maximaliseren.

Dit zijn ongeveer 3000 laadcycli, tegen die tijd is vaak nog maar ongeveer 70% van de oorspronkelijke capaciteit over. Als u echter uitgaat van een zeer conservatieve actieradius van 200 kilometer per laadcyclus, wat zelfs bij 70% capaciteit realistisch is, kunt u nog steeds een totale levensduur van 600.000 kilometer bereiken. Natuurlijk, hoe minder vaak u oplaadt aan de Supercharger of andere snelladers, hoe sneller dit bereikt zal worden.

NMC Tesla batterij

De tweede technologie die Tesla gebruikt is NMC, wat staat voor nikkel-mangaan-kobalt. Deze technologie heeft veel kenmerken gemeen met de NCA-cel, hoewel de energiedichtheid (230-250 Wh/kg) en levensduur (2000 cycli) lager zijn.

De NMC-cel gebruikt ook kobalt, maar heeft het voordeel dat het aandeel ervan sterk kan worden verlaagd door aluminium toe te voegen (NCMA-cel). Tesla gebruikt deze variant ook sinds 2021.

LFP-batterij Tesla

De LFP-batterij (lithiumijzerfosfaat) kan helemaal zonder kobalt. Het compromis: een aanzienlijk lagere energiedichtheid (momenteel 130 tot maximaal 190 Wh/kg), een zwakker uitgangsvermogen en slechtere prestaties bij lage temperaturen dan de hierboven genoemde technologieën.

Om deze reden was het gebruik ervan in elektrische auto's lange tijd niet mogelijk. Verbeteringen in de efficiëntie van batterijen, software en motoren hebben het echter mogelijk gemaakt om sinds 2020 LFP-batterijen te installeren in instapmodellen met een korte actieradius. Dit brengt ook veel voordelen met zich mee: LFP accu's zijn goedkoper, hebben een lager explosiegevaar bij beschadiging en gaan aanzienlijk langer mee.

De Tesla LFP accu heeft een levensduur tot 10.000 laadcycli, afhankelijk van de specificatie. Tesla LFP accu's zijn ook gemakkelijker op te laden, omdat ze zonder aarzeling continu tot 100 % kunnen worden opgeladen. Hier vindt u onze gids "Hoe laad ik een Tesla LFP accu correct op".

Tesla batterij: het formaat

Tesla gebruikt niet alleen verschillende oplossingen in celchemie, maar ook in celformaat - vier om precies te zijn. Het begint met de 1865 cel (13 millimeter in diameter, 65 millimeter hoog), die Panasonic levert met NCA chemie.

Ook belangrijk is de 2170 cel (zelfde betekenis van de getallen), die Panasonic samen met Tesla in de VS produceert met NCA-chemie, maar die LG Chem ook levert met NCM(A) chemie.

Tesla ontwikkelt ook al enkele jaren zijn eigen cel in 4680-formaat en NCM-chemie, en de productie wordt langzaam opgevoerd. De 4680 accu's worden direct in de carrosserie van de auto geïnstalleerd, wat Tesla een "structureel accupakket" noemt. De LFP cellen van CATL zijn de enige die niet cilindrisch zijn, maar een prismatisch formaat hebben.

Wat zit waar in

Nu de spannende vraag: Welke batterij zit er in welk Tesla-model?

Tesla Model 3 LFP batterij in de basisversie

Bij de marktintroductie waren alle versies van de Model 3 verkrijgbaar met 2170 cellen, waar de Long Range en Performance versies vandaag de dag nog steeds op vertrouwen. Sinds 2020 installeert Tesla echter de LFP-batterij in de basisversie, waardoor de toch al goede levensduur van de Tesla Model 3-batterij voor de instapvariant nog verder toeneemt.

Degenen die ervaring hebben met de Tesla Model 3 LFP accu melden echter vaak dat het moeilijk is om de accu tot 100% op te laden. Kalibreren van de Tesla Model 3 LFP accu, d.w.z. heel langzaam opladen tot hij echt vol is, kan hierbij helpen.

Ook met de Tesla Model Y LFP accu in de basisversie

Net als de Model 3 gebruikt ook de instapversie van de Model Y LFP-cellen, wat ook goed is voor de gemiddelde levensduur van de Tesla Model Y batterij. Overigens: U kunt de levensduur van uw Tesla ook verlengen met geschikte beschermende accessoires van Teslabs - het is de moeite waard!

De resterende varianten van de Model Y vertrouwen op de 2170 cellen, hoewel de modellen uit de Gigafactory Texas al worden uitgerust met de nieuwe 4680 cellen. In de toekomst zal dit ook gebeuren met de Duitse Model Y uit Grünheide.

Tesla Model S/X: beproefde technologie

De eerste Model S, die in 2012 van de productielijn rolde, had al de 1865 cellen met NCA-chemie geïnstalleerd. Toen de Model X werd gelanceerd, werd deze ook met deze batterijen uitgerust. Zelfs vandaag de dag vertrouwt de fabrikant van elektrische auto's nog steeds op de beproefde technologie in zijn vlaggenschipmodellen, wat niet verwonderlijk is.

De NCA-technologie levert momenteel immers veruit de beste prestaties op het gebied van actieradius en vermogen, en de dure Cobalt betaalt zichzelf zeker terug door de hoge verkoopprijzen van de luxe auto's.

Welke ervaringen hebt u gehad met Tesla-batterijen? Schrijf het hieronder in de reacties.

Bron afbeelding: Sung Wang via Unsplash