نشرت تيسلا براءة اختراع توضح اختراقًا في تصنيع الكاثود الجاف لخلايا بطاريتها 4680، مما قد يقلل تكاليف الإنتاج بشكل كبير. تعالج الابتكار التحديات المستمرة منذ زمن طويل في توسيع نطاق العملية لمركبات مثل Cybertruck وModel Y. المنشورة في 27 نوفمبر 2025، تعد براءة الاختراع بالانتقال من الإنتاج الهجين إلى إنتاج كامل للأقطاب الجافة.
قدم يوم بطاريات تيسلا في سبتمبر 2020 خلايا 4680 كخطوة ثورية في إنتاج البطاريات، بهدف تطبيق نهج المبادئ الأولى لخفض التكاليف. بعد خمس سنوات، واجهت الشركة عقبات، خاصة مع عملية الكاثود الجاف، الذي تشقق أثناء التصنيع على نطاق واسع، مما حد من الإنتاجية.
براءة الاختراع الجديدة، US 2025/0364562، المنشورة في 27 نوفمبر 2025، تفصل حلاً لتمكين عملية أقطاب جافة كاملة لهذه البطاريات الأسطوانية. حاليًا، خلايا 4680 الجيل الأول المستخدمة في Cybertruck وModel Y تحتوي على أنود مغطى جافًا لكنها تعتمد على كاثود تقليدي رطب، يتطلب مذيبات سامة وأفران تجفيف كبيرة ومعالجة النفايات.
الابتكار الرئيسي في براءة الاختراع هو رابط مركب يستخدم بوليتيترافلوروإيثيلين (PTFE) مع مواد مستقرة مثل بولي فينيليدين فلورايد (PVDF)، أو copolymers PVDF، أو بولي(إيثيلين أكسيد) (PEO). PTFE النقي، المقدر بخصائصه الفيبريلارية التي تربط المساحيق في أفلام، يعاني من عدم استقرار كهروكيميائي، مما يسبب خسارة سعة غير قابلة للعكس عالية (ICL) بحوالي 127 mAh/g—تقريبًا خمس مرات المعيار الصناعي 20 إلى 35 mAh/g للأنودات الرطبة.
بمزج PTFE مع بوليمرات أكثر استقرارًا، يخلق المركب حاجزًا واقيًا، مما يقلل ICL إلى 30 mAh/g مع البولي إيثيلين أو 50 mAh/g مع PTFE-PVDF، مقتربًا من الجدوى التجارية. هذا يعالج LUMO المنخفض لـPTFE، الذي يؤدي إلى إزالة الفلور وهدر الليثيوم عند الجهود المنخفضة.
تشمل فوائد التصنيع تقويمًا أسرع: يشكل المركب فيلمًا مترابطًا في ثلاث تمريرات مقابل عشر لـPTFE النقي، مما يزيد السرعة ثلاث مرات للإنتاج عالي الحجم. عملية طحن نفاث عالي القص تفيبريل الرابط إلى تركيب دقيق شبيه بشبكة العنكبوت، مما يمنع التشقق والغبار أثناء اللف، وبالتالي خفض معدلات الخردة.
لخص جو من منتدى Cybertruck Owners Club: «تصف هذه البراءة عملية تصنيع كاثود جاف 'Gen 2' التي تقضي أخيرًا على هذه الخطوات». إذا تم تنفيذها، يمكن أن يقلل ذلك بشكل كبير من تكاليف بطاريات Cybertruck وModel Y، مما يجعل السيارات الكهربائية أكثر توفرًا.