Tesla срещу BYD: учени разглобиха и сравниха батериите на двата автомобилни производителя

Изследователи от Техническия университет в Райниш-Вестфалия, Аахен, разглобиха и сравниха батериите на Tesla 4680 и BYD Blade. Екипът е стигнал до заключението, че Tesla се фокусира върху максималната енергийна плътност, докато BYD се фокусира върху икономичността и безопасността. Цилиндричните клетки на Tesla 4680 имат плътност 241Wh/kg, докато призматичните клетки на BYD Blade имат плътност 160Wh/kg. Това прави батериите на Tesla по-малки и по-леки, но те са по-скъпи и се нагряват повече. От друга страна, батериите на BYD са термично по-стабилни и по-евтини. Учените са направили и неочаквано откритие: в анодите и на двете батерии няма силиций.

Екипът е тествал и двете батерии, като е изследвал тяхната структура, материали и електрически свойства. Те определиха енергийната плътност, топлинната ефективност, вътрешното съпротивление и производствените процеси, като използваха сканираща електронна микроскопия (SEM), термогравиметричен анализ (TGA) и измервания на съпротивлението при постоянен ток.

По отношение на енергийната плътност – както гравиметрична, така и обемна – клетката Tesla 4680 има очевидно предимство. Тя постига 241Wh/kg и 643Wh/L, изпреварвайки BYD Blade с неговите 160Wh/kg и 355Wh/L. Това означава, че батериите на Tesla са по-леки и по-компактни при същата мощност. Високата енергийна плътност обаче си има цена – буквално. Съдържащият никел катоден материал в Tesla 4680 е по-скъп от LFP катода в BYD Blade.

Въпреки това LFP клетките имат по-добра термична стабилност, което намалява риска от прегряване или термичен срив. Ето защо LFP батериите се използват все повече в бюджетните и масовите електрически автомобили.

Tesla 4680 е цилиндрична клетка с диаметър 46 mm и дължина 80 mm. BYD Blade – тънка призматична клетка с височина 90 mm, дължина 965 mm и дебелина само 14 mm. Но геометричните разлики между двете батерии не се ограничават само до външния вид. Tesla 4680 има „навиваща се“ структура: слоевете електроди са плътно навити в корпуса. BYD Blade използва Z-образно подреждане, което увеличава механичната стабилност. Това се отразява и на производството. Tesla е опростила процеса – премахнала е традиционните токоотводи и съединява електродите чрез лазерно заваряване. BYD комбинира ултразвуково и лазерно заваряване.

Не липсват и изненади. Изследователите бяха изненадани от липсата на силиций в анодите и на двете клетки, особено на Tesla. Силицият се счита за ключов материал за увеличаване на енергийната плътност.

Цената продължава да бъде основната пречка за масовото разпространение на електромобилите. Tesla 4680 с никелов катод е по-скъп от BYD Blade с 10 долара за киловатчас. Това се дължи на високата цена на никела и кобалта. Желязото и фосфатът за LFP са по-евтини и лесно достъпни.

Освен това батериите се различават по топлинната си ефективност. Tesla 4680 се нагрява повече поради високото си вътрешно съпротивление, особено по време на бързо зареждане. В резултат на това батерията се износва по-бързо. BYD Blade, от друга страна, генерира по-малко топлина и е по-устойчива на топлинно изтичане благодарение на химическия си състав LFP. Призматичният формат също така опростява управлението на температурата, което превръща тези клетки в образец за безопасност.

Учените подчертават, че въпросът не е коя батерия е по-добра, а коя е по-подходяща за конкретните приложения. Мощните и луксозни електрически автомобили ще се възползват от енергоемката Tesla 4680, докато масовият пазар ще се възползва от стабилната и безопасна BYD Blade.