Недавнє дослідження проаналізувало внутрішню структуру батареї Tesla 4680 і батареї Blade BYD, щоб порівняти їх конструкцію та продуктивність. На ринку електромобілів (EV) домінують два основні виробники: Tesla, яка лідирує в Європі та Північній Америці, і BYD, провідний виробник електромобілів у Китаї. Незважаючи на свою популярність, обидві компанії розкрили обмежену інформацію про внутрішню конструкцію та властивості своїх батарейних елементів, залишивши багато технічних деталей невідомими.
Щоб зрозуміти, як працюють ці батареї, і порівняти технології, які використовує кожен виробник, команда дослідників розібрала акумуляторні блоки Tesla та BYD.
Висновки, опубліковані 6 березня в Cell Reports Physical Science, виявляють ключові відмінності в пріоритетах дизайну. Акумулятори Tesla розроблені для високої щільності енергії та продуктивності, тоді як BYD зосереджується на економії простору та використанні більш економічно ефективних матеріалів. Зокрема, дослідження показало, що конструкція батареї BYD забезпечує більшу загальну ефективність завдяки покращеному контролю температури.
«Існує дуже обмежена кількість поглиблених даних і аналізу найсучасніших акумуляторів для автомобільних додатків», — сказав Йонас Горш, дослідник відділу виробництва компонентів електронної мобільності в Аахенському університеті RWTH у Німеччині та провідний автор дослідження.
Більш детальний погляд на 4680 і Blade Cells
Щоб вирішити цю проблему, дослідники заглянули під капот батареї Tesla — клітини Tesla 4680 — і батареї BYD — клітини BYD Blade — і зосередилися на особливостях дизайну та продуктивності кожної з них. Вони оцінили механічні конструкції та розміри комірок, точний склад матеріалів їхніх електродів, а також електричні та теплові характеристики комірок. Вони також зробили висновок про процеси, які використовуються для складання клітин, і вартість матеріалів, які використовуються для їх виготовлення.
Графічне зображення 4680 Tesla Cell (срібна клітина на зображенні) і BYD Blade Cell (синя клітина на зображенні), включаючи поперечні перерізи обох клітин. Авторство: Йонас Горш
«Ми були здивовані, не виявивши вмісту кремнію в анодах жодної клітини, особливо в клітині Тесли, оскільки кремній широко розглядається в дослідженнях як ключовий матеріал для збільшення щільності енергії», — сказав Горш.
Читайте також – BMW представила класичний дизайн Sharknose у X5 2027
Команда виявила, що два типи акумуляторів мають значні відмінності у швидкості, з якою акумулятор заряджається (або розряджається) відносно його максимальної ємності. Дослідники також виявили, що в лезі BYD Blade використовується інший метод утримання листів електродів на місці — за допомогою стопки електродів, що включає новий етап обробки для ламінування країв сепаратора, який знаходиться між анодом і катодом. Батарея Tesla також використовує нову зв’язуючу речовину — речовину, яка утримує разом активні матеріали в електродах — порівняно з тими, які використовують більшість виробників у галузі.
Два інноваційні, але різні підходи
Батареї також показали несподівану схожість: обидва використовують незвичайний спосіб з’єднання тонкої електродної фольги: за допомогою лазерного зварювання замість ультразвукового зварювання, яке використовується багатьма іншими в галузі. Крім того, хоча елемент BYD набагато більший за елемент Тесла, частка пасивних компонентів елемента, таких як струмоприймачі, корпус і шини, є подібною.
Результати цього дослідження висвітлюють, як батарея Tesla — клітина Tesla 4680 — і батарея BYD — клітина BYD Blade — досягають двох «дуже інноваційних», але «фундаментально різних» підходів до дизайну, каже Горш. Потрібні подальші дослідження, щоб визначити вплив вибору дизайну механічних елементів на характеристики електродів в акумуляторах електромобілів, а також на тривалість життя елементів Tesla та BYD, додав він.
«Отримані результати дають дослідницьким та промисловим стандартам для проектування великоформатних елементів, служачи основою для подальшого аналізу та оптимізації елементів», — сказав Горш, додавши, що ці дані можуть допомогти розробникам батарейних елементів зробити обґрунтований вибір при виборі формату, розміру та активних матеріалів.
