- Politechnika w Akwizgranie porównała akumulatory Tesla 4680 i BYD Blade pod kątem konstrukcji, składu chemicznego i zarządzania energią
- Tesla wykorzystuje baterie w technologii NMC o wyższej gęstości energii, ale akumulatory LFP koncernu BYD lepiej zarządzają ciepłem
- Badacze nie mają wątpliwości, że to chińskie akumulatory są bardziej przyszłościowe, bo lepiej się nadają do szybkiego ładowania
- Niemieckich naukowców zaskoczył brak krzemu w obu konstrukcjach. To materiał, który sprzyja zwiększaniu gęstości energii
Niemieccy naukowcy wzięli na tapet najważniejszy element samochodu elektrycznego – akumulator trakcyjny. Skupili się na konstrukcjach dwóch liderów elektromobilności, czyli amerykańskiej Tesli i chińskiego koncernu BYD. Baterie zostały poddane wielu próbom, a potem rozłożone na czynniki pierwsze, co pozwoliło dokładnie je ze sobą porównać. Wyniki tych badań ukazały się na łamach naukowego czasopisma "Cell Reports Physical Science" i prezentują niezwykle ciekawy wniosek – podczas gdy Tesla koncentruje się na maksymalizacji gęstości energii, BYD stawia na tańsze materiały i zarządzanie temperaturą.
Dalszy ciąg artykułu pod materiałem wideoPorównali akumulatory Tesli i BYD. Dwa diametralnie różnie kierunki rozwoju
Badacze z Politechniki w Akwizgranie przyjrzeli się bateriom BYD Blade i Tesla 4680, o których nie ma zbyt dużo szczegółowych informacji – obaj producenci pilnie strzegą tajników swoich rozwiązań. Chiński akumulator zaczerpnął swoją nazwę od zastosowanych w nim wąskich ogniw przypominających ostrza noży. Amerykanie nie wykazali się takim polotem – 4680 to po prostu zbitek liczb 46 (od cylindra o średnicy 46 mm) i 80 (od wysokości 80 mm).
Prof. Achim Kampker, dyrektor Instytutu Inżynierii Produkcji Komponentów E-Mobilności (PEM) twierdzi, że oba ogniwa różnią się także pod względem składu chemicznego i zastosowanych metod montażowych. Podstawową różnicą jest to, że amerykańska bateria została wykonana w technologi NMC (niklowo-manganowo-kobaltowej), a chiński akumulator jest litowo-fosforanowo-żelazowy (LFP), więc nie zawiera niektórych toksycznych metali ciężkich.
Przeczytaj: Zapytałem kierowcę Tesli, czy wstydzi się nią jeździć. Zaskakująca odpowiedź
Pierwszy ważny wniosek? Badając skład akumulatorów, naukowcy odkryli, że obie konstrukcje wykorzystują anody grafitowe pozbawione dwutlenku krzemu. To dla nich przełomowe odkrycie, bo krzem jest uważany za materiał pozwalający na zaczne zwiększenie gęstości energii. Nie stwierdzili go jednak ani w "ostrzach", ani Tesli 4680.
Bateria Tesli ma większą gęstość, akumulator BYD lepiej zarządza ciepłem
Pomimo kilku wspólnych cech amerykańskie i chińskie baterie diametralnie się różnią. Analiza chemiczna wykonana we współpracy z ośrodkami MEET i Fraunhofer Institute wykazała dużą różnicę w gęstości energii. Na tle wyników Tesli 4680 (241,01 Wh/kg i 643,3 Wh/l) rezultaty BYD wypadają blado (160 Wh/kg i 355,26 Wh/l). W uproszczeniu te liczby oznaczają, że baterie Tesli mogą być mniejsze i lżejsze.
"Chociaż ogniwo BYD jest znacznie większe niż ogniwo Tesli, proporcja pasywnych elementów, takich jak kolektory prądu czy szyny zbiorcze, pozostaje podobna" – wyjaśnił Kampker i zwrócił uwagę na kolejną różnicę. W obu akumulatorach są elektrody spawane laserowo, ale Chińczycy dodatkowo stosują jeszcze konwencjonalną metodę spawania ultradźwiękowego.
Sprawdź: Jeździłem Denzą Z9 GT. Potrafi to, czego nie umieją Tesla, Audi, BMW i inni
Chińskie akumulatory Blade wychodzą na prowadzenie, gdy zmienimy dyscyplinę na właściwości termiczne. Z badań niemieckich naukowców wynika, że baterie Tesli generują podczas eksploatacji dwa razy więcej ciepła, które musi ulec rozproszeniu. To przekłada się na dwukrotnie większą stratę energii, ponieważ ogniwa Tesli wymagają mocniejszego chłodzenia. Z tego powodu badacze uważają, że pod kątem rozwijania szybkiego ładowania lepiej wypadają baterie LFP, czyli takie jak stosowane przez koncern BYD Auto.
"Obecne wyniki już teraz stanowią punkt odniesienia zarówno dla badań naukowych, jak i przemysłu. Dostarczają cennych wskazówek dla przyszłych optymalizacji oraz projektowania ogniw na dużą skalę" – stwierdził Jonas Gorsch, główny autor badania. Zastrzegł jednak, że wykryte w ogniwie Tesli innowacyjne substancje wiążące (kwas poliakrylowy i tlenek polietylenu) wymagają dalszych badań w celu pełnego zrozumienia ich wpływu na wydajność akumulatora.
