Cella per batterie 4680

La 4680 è la grande cella cilindrica agli ioni di litio di Tesla, una batteria ricaricabile che usa ioni di litio per trasportare la carica, e il nome ne indica le dimensioni: 46 millimetri di diametro e 80 di altezza. Tesla l’ha presentata al Battery Day del 22 settembre 2020, dove l’hanno illustrata Elon Musk e Drew Baglino, allora vicepresidente senior di Tesla per l’ingegneria di propulsione ed energia. La strategia era fare una cella più grande, renderla più economica da produrre e fare della batteria una parte del telaio dell’auto invece di un vassoio appeso sotto.

Che cos’è la cella 4680?

La 4680 è un cilindro d’acciaio poco più grande di una pila torcia di tipo D, e Tesla l’ha progettata per produrla a centinaia di milioni. Il piano era farne la cella standard dei veicoli Tesla più recenti, partendo dal Cybertruck e passando ad alcune Model Y, con il Cybercab e il Semi a seguire. L’obiettivo era una cella abbastanza economica, e prodotta in volumi sufficienti, da abbassare il prezzo di un’auto elettrica.

Perché esiste la cella 4680

Le piccole celle cilindriche usate prima da Tesla, la 18650 e poi la 2170, avevano raggiunto i loro limiti. Oltre una certa soglia una cella piccola costa di più per ogni unità di energia che contiene, e produrne milioni è lento. Così Tesla ha progettato una cella più grande che contiene più energia per cilindro, il che significa meno cilindri da produrre e collegare per ogni auto. Tesla ha fissato i suoi obiettivi rispetto alla vecchia cella 2170.

Gli obiettivi della cella erano 5 volte l’energia, 6 volte la potenza e il 16 per cento di autonomia in più, all’interno di un piano del Battery Day per ridurre del 56 per cento il costo per chilowattora delle batterie Tesla. Il design della cella doveva fornire 14 di quei 56 punti; il resto doveva arrivare da fabbriche di celle più economiche, nuovi materiali per anodo e catodo e dall’integrazione delle celle nella struttura dell’auto.

Come funziona

La prima idea del progetto è un elettrodo «tabless», senza linguette. Invece di un paio di minuscole linguette metalliche che portano la corrente fuori dal foglio arrotolato, il foglio si collega al coperchio per tutta la sua lunghezza: così si riduce la resistenza interna e la cella dissipa meglio il calore, eroga più potenza e dura di più. La seconda e la terza idea riguardano i materiali: un anodo ricco di silicio, cioè l’elettrodo negativo, che grazie al silicio trattiene più litio, e un catodo ad alto contenuto di nichel, l’elettrodo positivo, che usa poco cobalto, il metallo più costoso della cella. La quarta idea è la batteria strutturale, in cui le celle sono incollate in una lastra robusta che fa parte del telaio dell’auto invece di essere un vassoio imbullonato sotto. La batteria del Cybertruck, da circa 123 chilowattora, è l’esempio migliore.

Il processo a elettrodo secco non si vede dall’esterno della cella. Gli elettrodi tradizionali si stendono come una pasta umida e poi si essiccano in lunghi forni energivori, mentre il processo di Tesla pressa polvere secca in una pellicola ed elimina solvente e forni, il passaggio che consuma più energia nella produzione di batterie.

L’economia della cella 4680

Il vantaggio dovrebbe vedersi nel costo per chilowattora. Tesla gestisce una linea 4680 con 40 gigawattora di capacità installata alla Gigafactory del Texas, accanto al proprio impianto di catodi e a una raffineria di litio vicino a Corpus Christi. Per molto tempo le forniture di batterie hanno limitato il numero di auto che Tesla poteva costruire, e produrre le proprie celle le dà più controllo su volumi, margini ed esposizione ai dazi sulle celle importate.

La situazione attuale della 4680

Ogni nuova linea di produzione parte gradualmente, come dice Elon Musk: più componenti e passaggi nuovi ci sono, più lunga è la crescita, e la 4680 aveva molti passaggi nuovi. Il conteggio della produzione mostra la salita.

Le prime auto con celle 4680 sono state consegnate ad aprile 2022 al Cyber Rodeo, l’inaugurazione della Gigafactory del Texas. La Gigafactory del Texas ha prodotto la cinquantamilionesima cella a giugno 2024, e gli stabilimenti Tesla hanno superato i 100 milioni di celle a settembre dello stesso anno. Poi è arrivato il passaggio più importante per il costo: nell’aggiornamento sul quarto trimestre 2025, pubblicato il 28 gennaio 2026, Tesla ha detto di produrre ad Austin sia l’anodo sia il catodo con il processo a secco e di aver iniziato a costruire batterie per alcune Model Y con le proprie celle 4680.

Le prossime tappe

La 4680 alimenta tutti i Cybertruck dall’inizio delle consegne nel 2023. Le nuove celle di Tesla con elettrodi a secco stanno entrando in alcune Model Y costruite ad Austin, e Tesla prevede di estenderle al Cybertruck, al Cybercab e al Semi tra il 2026 e il 2027. Nell’aggiornamento sul primo trimestre 2026 Tesla ha anche comunicato l’aumento della propria raffinazione del litio, della produzione di catodi e delle celle al litio-ferro-fosfato (LFP), una chimica meno costosa: la 4680 è ormai una parte di una filiera che Tesla gestisce dal litio raffinato alla batteria finita.

Il bilancio

Tesla ha costruito la 4680 per rendere più economiche le auto elettriche cambiando il modo in cui si produce una cella. Entrambi gli elettrodi ora si producono a secco ad Austin e la cella sta entrando nelle batterie della Model Y, quindi la prova ancora aperta è il suo costo per chilowattora su grandi volumi.