米テスラ、ベルリン工場をスタートアップに開放　4680電池の生産ボトルネック解消へ

テスラは今週、ドイツのギガファクトリー・ベルリン＝ブランデンブルクにある実際のバッテリーセル生産ラインを外部企業に直接開放する、異例のスタートアップ支援プログラムを正式に立ち上げた。この動きは、同社が欧州における野心的な生産目標を阻んでいる製造上の課題を解決するため、自社の研究開発（R&D）チームの枠を超えて外部の知見を取り入れようとしていることを示している。応募期限は2026年7月24日で、プログラムは8月に開始される予定だ。

■異例の「生産ライン開放」に踏み切る理由

自動車業界において、稼働中の生産インフラを外部企業に共有することは通常あり得ない。ギガファクトリーの生産現場は厳重に管理された資産であり、商業化前のスタートアップに対して実際の製造ラインでの技術テストを許可した前例は、従来の自動車セクターには事実上存在しない。ソフトウェア分野では、プラットフォーム企業がサードパーティーの開発者をコアインフラに招き入れるモデルが定着しているが、これをギガワット規模の重工業製造に適用するのは全く異なる試みである。

テスラが説明する理由は明確だ。同社はドイツのグリューンハイデ（ベルリン工場）で、年間18ギガワット時（GWh）の4680セル生産能力を目指して立ち上げを進めている。これが実現すれば欧州最大級のセル製造拠点となり、年間約25万台から35万台の車両にバッテリーパックを供給するのに十分な規模となる。セル生産の開始は2027年上半期を予定している。この目標を達成するには、材料、設備、自動化、運用、そしてAI駆動のプロセス制御という、テスラが今回のチャレンジで定義した5つの特定分野における製造課題を解決する必要がある。

一方で、語られていない直接的な理由もある。4680セルは、2020年9月に発表されて以来、テスラにとって最も困難な製造上の課題であり続けている。ドイツで18GWhの生産規模に達するには、テキサス工場の立ち上げを長年にわたり停滞させたものと同種の生産エンジニアリング上の課題を解決しなければならない。

■4680セルとは何か、なぜ製造が難しいのか

4680セルは、直径46ミリメートル、高さ80ミリメートルというその寸法から名付けられた。テスラが以前使用していた2170円筒形セルと比較して、約5倍のエネルギー容量と6倍の出力向上を実現している。これは単に化学組成を改良しただけでなく、製造方法そのものを変える2つの構造的変更によるものである。テスラは2020年9月の「バッテリーデイ」でこの4680セルを初めて公開した。

1つ目の変更は「タブレス（極耳なし）」電極設計だ。従来の円筒形セルは、突出した小さな接続部品（タブ）を介して電流を集めていたが、これが抵抗による発熱スポットを生み出し、ピーク時の電流フローを制限していた。4680セルは、これらの突出部のない六角対称の正極・負極ディスクを使用し、電極面全体で集電を行う。これにより内部抵抗が低減し、熱管理が向上した。学術誌「Journal of the Electrochemical Society」に2023年に掲載された査読付きの解体調査論文でも、物理的なセル分解を通じて、このタブレス構造とその優れた熱特性が確認されている。

そして2つ目の、より製造が困難な変更が「ドライ電極プロセス」である。

■ドライ電極製造の仕組みと、8年を要した理由

従来のバッテリー電極製造はウェット（湿式）プロセスを採用している。活物質をNMP（N-メチル-2-ピロリドン）という有害な溶剤に溶解させてスラリー状にし、金属箔に塗布した後、長い乾燥炉で焼き付け、プレス（カレンダー加工）する。このプロセスは確立されているものの、膨大なエネルギー、溶剤処理のための専用の換気・回収システム、そして工場の床面積を大幅に占有する長い乾燥ラインを必要とする。

ドライ電極プロセスは、これらをすべて排除する。活物質、導電性炭素添加剤、およびPTFE（ポリテトラフルオロエチレン）バインダーを乾燥した粉末のまま混合する。制御された圧力下でPTFEが繊維化（フィブリル化）して粉末を結合する網目構造を形成し、この混合物を自立型のフィルム状に圧縮して集電体箔に直接ラミネートする。溶剤も乾燥炉も不要だ。テスラは、このドライプロセスにより、正極だけでも電極製造コストを18％以上削減でき、設備投資を41％削減、電極生産に必要な床面積を約90％縮小できると試算している。

テスラは2019年5月、自社製品にドライ電極を商業利用していたスーパーキャパシタ企業のマクスウェル・テクノロジーズを約2億3500万ドル（約380億7000万円、1ドル＝162円換算）で買収し、この技術を獲得した。しかし、簡単な技術移転に見えたものは、結果として8年に及ぶエンジニアリングプロジェクトとなった。化学的に活性で機械的に脆弱なリチウムイオン電池の正極にこのプロセスを適用することは、スーパーキャパシタからのスケールアップよりもはるかに困難だった。初期のドライコート正極フィルムは、圧縮中にひび割れが生じたり、高速巻き取り時に剥離したり、不完全なPTFE繊維化によるピンホールが発生したりした。テスラは度重なる不良率の問題や設備の信頼性課題に直面し、何度も生産ラインの再設計を余儀なくされた。

ブレイクスルーは2025年第4四半期に訪れた。テスラは2026年1月28日の投資家向けアップデートで、ギガファクトリー・テキサスにおいて4680セルの正極と負極の両方を完全なドライプロセスで生産していることを公表した。自動車メーカーとしてこれを大規模に達成したのは同社が初めてである。2026年2月の報道によると、同社はデュアルドライプロセスにおいて90％を超える安定した歩留まりを達成したとされており、これはかつて量産では不可能と考えられていた基準である。

■テスラがスタートアップに求めている具体的な解決策

今回の「セル・ギガ・チャレンジ」は、新しいバッテリー化学の公募ではない。テスラは、全固体電解質や斬新な正極材料を抽象的に研究しているスタートアップを求めているわけではない。同社が求めているのは、稼働中の4680ラインにおける具体的な生産エンジニアリングの課題に対する、プロトタイプやテストデータ、あるいは先行パイロット実績のある実用的なソリューションだ。具体的には、高速で一貫して接着する材料、ピンホールやエッジのひび割れなしに均一な電極フィルムを製造する設備、手動介入なしに欠陥を検出・修正する自動化技術、そしてスループットが向上しても歩留まりの安定性を維持できるAI駆動のプロセス制御などである。JUNIのプログラムページでも、申請者は概念実証（PoC）、製造への適合性、およびスケーラビリティを示す必要があるとされている。

この具体性は極めて重要だ。テスラはテキサスでドライ電極プロセスを実証したが、今度はそれを欧州のサプライチェーン条件下において、従来の2倍以上のセル生産能力を目指すドイツの施設で再現しなければならない。しかも、約18か月以内に商業規模の生産を開始するというタイムラインが課されている。高速巻き取り時の剥離を低減する材料アプローチや、より優れたPTFE繊維化制御メカニズム、あるいは高速な欠陥検出システムを持つスタートアップには、グリューンハイデのセルエンジニアリングチームとの有償パイロットプロジェクトという、直接的な商業化への道が開かれている。

本プログラムは、UNITE gGmbHが運営し、ドイツ連邦経済省およびEXISTプログラムの支援を受けるベルリン＝ブランデンブルクのスタートアッププラットフォーム「JUNI」との提携により実施される。選考は5つのフェーズで構成されており、テスラの実際の製造要件に照らし合わせたオンライン申請の審査、技術面接、テスラ関係者の前でのピッチ、そして最終的にセルチームとのパイロットプロジェクトに向けた協議へと進む。

テスラは2026年5月、ギガ・ベルリンのセル製造への2億5000万ドル（約405億円、1ドル＝162円換算）の追加投資を決定した。これは工場長のアンドレ・ティリヒ氏がX（旧Twitter）で発表したものだ。JUNIおよびelectrive.comによると、これまでの投資と合わせると、同拠点におけるセル生産設備への総投資額は約3億5000万ドル（約567億円、1ドル＝162円換算）に達し、拠点全体の累積投資額は14億ドル（約2268億円、1ドル＝162円換算）を超えている。

■ギガ・ベルリンの歴史が示す今回の賭けの重み

テスラは2020年、ギガ・ベルリンの車両工場に併設する形で、世界最大規模のバッテリーセル生産施設を建設する計画を初めて発表し、当初は年間最大250GWhの生産能力を目指していた。しかし、米国でのインフレ抑制法（IRA）のインセンティブを獲得するため、2022年にバッテリー投資の焦点を米国に移したことで、これらの計画は一時棚上げされていた。

工場自体は、ドイツの連邦排出管理法に基づく長期にわたる困難な認可プロセスの末、2022年3月に開設されたが、それ以降は理論上の生産上限を下回る規模で稼働してきた。今回の新たなコミットメント（新規資金の投入、セル生産目標の倍増、そして一般向けのスタートアップチャレンジの開催）は、テスラがグリューンハイデを単に他国から輸入したセルで車両を組み立てるだけの場所ではなく、真の製造ハブにする意図があることを示す意図的なシグナルと受け取れる。

EXISTプログラムを通じてJUNIを共同支援しているドイツ連邦政府にとっても、このセル・ギガ・チャレンジは、世界のバッテリーサプライチェーンにおける欧州の地位が揺らいでいる今、ドイツ国内に高度なバッテリー製造基盤を定着させるという、より広範な目的を果たしている。

■業界への影響と今後の展望

テスラのアプローチが他社の追随するモデルになるかどうかは、このプログラムが実際にどのような成果を生み出すかにかかっている。フォルクスワーゲン、BMW、メルセデス・ベンツといった既存の自動車メーカーは、稼働中のセル生産ラインを外部のスタートアップに開放したことは一度もない。もしギガ・ベルリン内でのパイロットプロジェクトが、2027年までの生産開始に貢献するような改善をもたらすならば、オープンな製造プラットフォームという考え方を否定することは困難になるだろう。

一方で、競合リスクも現実として存在する。生産環境を共有することは、ラインがどのように稼働しているか、どのような故障モードがあるか、そしてテスラ自身のエンジニアリングのどこにまだギャップがあるかという情報を外部にさらすことも意味する。テスラがイノベーションのメリットが知的財産（IP）流出のリスクを上回ると計算したのか、あるいはスタートアップのソリューションを取り込みつつ情報開示を制限するようなプログラム設計にしているのかは、今後のプログラム規約や実際のパイロット内容から明らかになるだろう。

また、フォーマット競争の問題もある。4680セルの発表以降、業界はより長くて太い円筒形セルへとシフトしており、BMWの「ノイエ・クラッセ（Neue Klasse）」プラットフォームやリヴィアンの「R2」などは、エネルギー密度や熱特性のトレードオフが異なる4695や46120フォーマットを採用している。テスラがベルリンで18GWhの4680生産能力に投資することは、競争の激しい分野において特定のセルフォーマットに賭け続けることを意味している。

応募の締め切りは7月24日である。

■注目ポイントQ&A

●テスラ・セル・ギガ・チャレンジとは何ですか？どのような企業が応募できますか？

JUNIとテスラが共同で実施する「バッテリー・セル・ギガ・チャレンジ」は、選考を通過したスタートアップに対し、ドイツのギガファクトリー・ベルリン＝ブランデンブルクにある実際の4680バッテリーセル生産ラインで自社技術のテスト（パイロットプロジェクト）を行う機会を提供する5段階の選考プログラムです。応募は2026年7月24日まで受け付けており、プログラムは2026年8月に開始予定です。テスラは、初期段階のコンセプトではなく、材料、設備、運用、自動化、AIの5つの分野において、実用的なプロトタイプ、テストデータ、または先行パイロットの実績を持つ企業を求めています。優秀な応募者は、テスラのセルエンジニアリングチームとの有償パイロットプロジェクトに進むことができます。

●4680セルは、一般的な電気自動車（EV）のバッテリーとどのように違うのですか？

多くのEVは、18650や2170フォーマットから派生した円筒形セル、またはCATLなどのサプライヤーが提供する大型の角形セルを使用しています。4680は、直径46mm、高さ80mmの大型円筒形フォーマットで、2つの大きな特徴があります。1つは、電極面全体で集電を行うことで抵抗を減らし熱管理を向上させる「タブレス」電極設計。もう1つは、セル自体が車両の構造的強度に貢献する「構造パック」設計です。これらにより軽量化と組み立ての簡素化が実現します。さらに、4680は有害な溶剤や乾燥炉を排除した「ドライ電極製造プロセス」を採用しており、量産技術が確立されれば、電極生産のコストと工場床面積を大幅に削減できます。

●ドライ電極製造とは何ですか？なぜこのプログラムで重視されているのですか？

従来のバッテリー製造では、電極材料を溶剤と混ぜて液状のスラリーにし、金属箔に塗布した後に長い工業用オーブンで焼き付けて乾燥させます。ドライ電極プロセスはこれをすべて置き換えるもので、粉末状の活物質、導電性炭素添加剤、およびPTFEバインダーを制御された圧力下で圧縮して自立型フィルムにし、溶剤や熱処理なしで金属箔に直接ラミネートします。テスラは2025年第4四半期にギガファクトリー・テキサスで4680セルの正極と負極の両方においてこのプロセスを確立しました。今回のチャレンジは、この技術をドイツでさらに大きな規模で再現することを加速させるために設計されています。そのため、ドライ電極生産に役立つ優れた材料、自動化ツール、またはプロセス制御システムを持つスタートアップが主な対象となっています。

●ギガファクトリー・ベルリンでの実際のバッテリーセル生産はいつ始まりますか？

テスラは、ドイツ・グリューンハイデ（ベルリン工場）での商業規模の4680セル生産を2027年上半期に開始する予定であると示しています。今回のチャレンジ（2026年7月24日応募締め切り、8月パイロット開始）は、本格的な生産立ち上げの前にスタートアップのソリューションを特定し、統合できるように構成されています。現在の目標である年間18GWhの生産能力が達成されれば、年間約25万台から35万台の車両に供給するのに十分なバッテリーパックを生産できるようになります。

元記事: Tesla Opens Gigafactory Berlin to Startups to Crack 4680 Battery Bottleneck