Los ingenieros eliminan las baterías del fabricante EV líder de Tesla y China para ver qué hay dentro

Dos fabricantes principales dominan el mercado EV (vehículo eléctrico): Tesla, que es más popular en Europa y América del Norte, y BYD, que lidera el mercado de EV chino. Sin embargo, ambos fabricantes han liberado datos limitados sobre sus baterías, por lo que la estructura mecánica y las características de estas celdas de batería se han mantenido misteriosas. Para comparar las baterías utilizadas por cada fabricante y comprender mejor cómo funcionan las baterías EV en general, un equipo de investigadores se separó de cada uno.

Los resultados, publicado el 6 de marzo en el diario Informes de células Ciencias físicasmuestre que las baterías de Tesla priorizan la densidad y el rendimiento de alta energía, mientras que las baterías de BYD priorizan la eficiencia del volumen y los materiales de menor costo. En general, el estudio reveló que la batería de BYD es más eficiente porque permite un manejo térmico más fácil.

“Hay datos y análisis en profundidad muy limitados disponibles en baterías de última generación para aplicaciones automotrices”, dijo Jonas Gorsch, investigador de la ingeniería de producción de componentes de modificación electrónica en la Universidad RWTH Aachen en Alemania y autor principal del estudio.

Para abordar esto, los investigadores miraron debajo del capó de la batería de Tesla, la celda Tesla 4680, y la batería de BYD, la celda Byd Blade, y se centraron en el diseño específicos y las características de rendimiento de cada una. Evaluaron los diseños y dimensiones mecánicas de las células, las composiciones de material exacta de sus electrodos y el rendimiento eléctrico y térmico de las células. También dedujeron los procesos utilizados para ensamblar las celdas y los costos de los materiales utilizados para hacerlas.

“Nos sorprendió no encontrar contenido de silicio en los ánodos de ninguna de las células, especialmente en la célula de Tesla, ya que el silicio se considera ampliamente en la investigación como un material clave para aumentar la densidad de energía”, dijo Gorsch.

El equipo descubrió que los dos tipos de baterías tenían diferencias significativas en la velocidad a la que una batería se carga (o descarga) en relación con su capacidad máxima.

Los investigadores también descubrieron que la cuchilla BYD emplea un método diferente para mantener las hojas de electrodos en su lugar, utilizando una pila de electrodos con un nuevo paso de procesamiento para laminar los bordes del separador que se encuentra entre el ánodo y el cátodo. La batería Tesla también utiliza un aglutinante novedoso, una sustancia que mantiene unidos los materiales activos en los electrodos, en comparación con los utilizados por la mayoría de los fabricantes de la industria.

Las baterías también mostraron similitudes inesperadas: ambas usan una forma inusual de conectar sus láminas de electrodo delgadas: con soldadura con láser en lugar de soldadura ultrasónica, utilizada por muchos otros en la industria. Además, aunque la célula BYD es mucho más grande que la célula Tesla, la fracción de los componentes de la célula pasiva, como los coleccionistas actuales, la vivienda y las barras colectivas, es similar.

Los resultados de este estudio iluminan cómo la batería de Tesla, la celda Tesla 4680, y la batería de BYD, la celda Byd Blade, alcanzan dos enfoques de diseño “altamente innovadores” pero “fundamentalmente diferentes”, dice Gorsch. Se necesitan más estudios para determinar el impacto de las opciones mecánicas de diseño de células en el rendimiento de los electrodos en baterías EV, así como la vida útil de las células TESLA y BYD, agregó.

“Los hallazgos proporcionan tanto a la investigación como a la industria un punto de referencia para los diseños de células de gran formato, que sirven como línea de base para un análisis y optimización de células adicionales”, dijo Gorsch, y agregó que los datos pueden ayudar batería-Los desarrolladores de células toman decisiones informadas al decidir sobre el formato, el tamaño y los materiales activos.