Tesla ha publicado una patente que describe un avance en la fabricación de cátodos secos para sus celdas de batería 4680, lo que podría reducir drásticamente los costos de producción. La innovación aborda desafíos de larga data en la escalabilidad del proceso para vehículos como el Cybertruck y el Model Y. Publicada el 27 de noviembre de 2025, la patente promete transitar de una producción híbrida a una de electrodos completamente secos.
El Battery Day de Tesla en septiembre de 2020 presentó las celdas 4680 como un paso revolucionario en la producción de baterías, con el objetivo de aplicar un enfoque de primeros principios para reducir costos. Cinco años después, la empresa ha enfrentado obstáculos, particularmente con el proceso de cátodo seco, que se ha agrietado durante la fabricación a gran escala, limitando el rendimiento.
La nueva patente, US 2025/0364562, publicada el 27 de noviembre de 2025, detalla una solución para habilitar un proceso completamente de electrodos secos para estas baterías cilíndricas. Actualmente, las celdas 4680 de Gen 1 utilizadas en el Cybertruck y el Model Y cuentan con un ánodo recubierto en seco, pero dependen de un cátodo tradicional de pasta húmeda, que requiere disolventes tóxicos, hornos de secado grandes y tratamiento de residuos.
La innovación clave de la patente es un aglutinante compuesto que utiliza politetrafluoroetileno (PTFE) combinado con materiales estables como fluoruro de polivinilideno (PVDF), copolímeros de PVDF o poli(óxido de etileno) (PEO). El PTFE puro, valorado por sus propiedades de fibrilación que unen polvos en películas, sufre inestabilidad electroquímica, causando una alta pérdida de capacidad irreversible (ICL) de aproximadamente 127 mAh/g, casi cinco veces el estándar de la industria de 20 a 35 mAh/g para ánodos de pasta húmeda.
Al mezclar PTFE con polímeros de mayor estabilidad, el compuesto crea una barrera protectora, reduciendo la ICL a 30 mAh/g con polietileno o 50 mAh/g con PTFE-PVDF, acercándose a la viabilidad comercial. Esto aborda el bajo orbital molecular vacío más bajo (LUMO) del PTFE, que provoca defluorinación y desperdicio de litio a bajos voltajes.
Los beneficios de fabricación incluyen un calendado más rápido: el compuesto forma una película cohesiva en tres pasadas frente a diez para PTFE puro, triplicando la velocidad para la producción de alto volumen. Un proceso de molienda por chorro de alto cizallamiento fibriliza el aglutinante en una microestructura similar a una telaraña, previniendo grietas y polvo durante el enrollado, reduciendo así las tasas de chatarra.
Joe del foro Cybertruck Owners Club resumió: «Esta patente describe el proceso de fabricación de cátodo seco 'Gen 2' que finalmente elimina estos pasos». Si se implementa, esto podría reducir significativamente los costos de las baterías del Cybertruck y del Model Y, haciendo los vehículos eléctricos más asequibles.