Ogniwo Tesli 4680 to cylindryczna konstrukcja o średnicy 46 mm i wysokości 80 mm, wykorzystująca chemię niklowo-manganowo-kobaltową. Produkowane jest w fabrykach w Teksasie, Kalifornii i Szanghaju, a znajduje zastosowanie między innymi w Modelu Y. BYD natomiast stosuje akumulatory typu LFP (fosforan litowo-żelazowy), które nie zawierają toksycznych metali ciężkich takich jak nikiel, kobalt czy kadm. W bateriach Blade firma łączy wąskie ogniwa w sposób przypominający ostrza mieczy.
Dalsza część artykułu pod materiałem wideo
Fundamentalne różnice w konstrukcji i wydajności
Analiza chemiczna wykazała, że Tesla koncentruje się na wysokiej gęstości energii, podczas gdy BYD priorytetowo traktuje wydajność objętościową i stosuje tańsze materiały. Zmierzone gęstości energii wyniosły dla BYD 160 Wh/kg i 355,26 Wh/l, natomiast dla Tesli osiągnęły wartości 241,01 Wh/kg i 643,3 Wh/l. W obu przypadkach zastosowano anody grafitowe bez dodatku dwutlenku krzemu.
Profesor Heiner Heimes, członek zespołu badawczego, przyznał, że "byliśmy zaskoczeni, że anody obu baterii nie zawierają krzemu – zwłaszcza w ogniwie Tesli, ponieważ krzem jest powszechnie uważany za kluczowy materiał zwiększający gęstość energii". Naukowcy odkryli również znaczące różnice w szybkości ładowania i rozładowywania tych dwóch typów akumulatorów w stosunku do ich maksymalnej pojemności.
Zaskakujące wyniki w kwestii wydajności cieplnej
W akumulatorach zastosowano odmienne metody produkcyjne. Tesla wykorzystuje wyłącznie spawanie laserowe w ogniwach 4680, natomiast BYD łączy spawanie laserowe z ultradźwiękowym. W bateriach BYD anody i katody w stosie elektrod są mocowane w idealnej pozycji poprzez laminowanie krawędzi separatora. Tesla z kolei stosuje nowy typ spoiwa do łączenia materiałów aktywnych w elektrodach.
Mimo różnic konstrukcyjnych, badacze odkryli też nieoczekiwane podobieństwa - w obu przypadkach cienkie folie elektrodowe połączono metodą spawania laserowego zamiast konwencjonalnego spawania ultradźwiękowego. Choć ogniwo BYD jest znacznie większe od ogniwa Tesli, proporcje elementów pasywnych, takich jak kolektory prądu, obudowy i szyny zbiorcze, pozostają podobne.
Jednym z najbardziej zaskakujących wyników badania jest fakt, że akumulator BYD wykazuje wyższą wydajność dzięki lepszemu zarządzaniu ciepłem. Ogniwo Tesli 4680 generuje około dwukrotnie więcej ciepła, które wymaga rozproszenia, co wiąże się z dwukrotnie większym zużyciem energii na ten proces.
