震惊的汽车“祖师爷”:德国东谈主开拆比亚迪、特斯拉能源电板
汽车“祖师爷”德国在新能源汽车波澜中清楚缺欠,2024年其纯电动车销量同比暴跌27%,时代转型滞后与资本逆境令德国汽车工业际遇双重挤压。震惊的德国工程师们不得不逆向拆解来自中好意思两大汽车巨头电动车的“腹黑”——能源电板,学习先进训戒。
当地时辰3月7日,Cell Reports Physical Science期刊最新发表的论文中,德国亚琛工业大学究诘团队对特斯拉“4680电板”与比亚迪“刀片电板”的系统性拆解。他们重心究诘了每种电板的具体遐想和性能特征。他们评估了电板的机械遐想和尺寸、电极的材料因素,以及电板的电学和热性能,还推导了拼装电板的经过和电板材料资本。
最终,德国东谈主发现:特斯拉(TSLA)的电板优先研讨高能量密度和性能,而比亚迪(002594)的电板优先研讨体积成果和低资本材料。总的来说,究诘标明比亚迪的电板成果更高,因为它更容易进行热贬责。


机械遐想:黏合更动VS结构更变
拆电板后,德国东谈主发现,特斯拉在其4680电板中接收新式黏合剂固定电极活性材料,与行业主流有遐想比较展现出显赫更动。该黏合剂在保管电极结构圆善性的同期,提拔更高能量密度的杀青。
比亚迪则通过结构更动,通过在正负极之间的隔阂角落试验极度层压处理,将96层电极片固定为14毫米厚的一体化刀片结构。这种机械遐想使电板包空间讹诈率普及至60%以上,并简化了热贬责系统。

机械结构暗示图:(A)BYD刀片电板:Z型折叠堆叠结构;双面绝缘铝壳;侧置可拆卸端子 (B) 特斯拉4680电板:卷绕式极组(jelly roll);钢制壳体带镍涂层;底部泄压阀遐想。

电极堆叠结构:(A) BYD刀片电板:单堆Z型折叠(38正极/39负极);隔阂层角落层压密封;塑料导轨固定结构; (B) 特斯拉4680电板:中心空腔卷绕遐想;顶部/底部胶带固定;无集流耳结构(tabless遐想)。
材料体系:三元锂与磷酸铁锂的资本博弈
能谱分析夸耀,特斯拉电板接收高镍三元材料(NMC),能量密度达643Wh/L,但材料资本突出磷酸铁锂(LFP)有遐想约10欧元/kWh。比亚迪刀片电板使用LFP正极,虽能量密度为355Wh/L,但凭借零钴配方与结构更动,炒期货杀青每kWh详细股本上风。
令东谈主不测的是,两家企业的石墨负极均未掺入硅材料。“这在特斯拉电板中尤其值得慈祥,因为硅基负极被视为普及能量密度的关节旅途。”究诘厚爱东谈主JonasGorsch表示。

材料组成与资本: (A) 分量散布:BYD刀片电板:活性材料2%,特斯拉4680电板:活性材料7% ;(B) 材料资本:BYD刀片电板:€73.2/kWh,特斯拉4680电板:€83.5/kWh ;*LFP正极材料资本低34%。
制造工艺:同归殊涂的激光焊合
尽管遐想理念迥异,两大电板均接收激光焊合时代邻接电极箔材,而非行业常见的超声波焊合。究诘东谈主员发现,比亚迪刀片电板的激光焊合位点密度比特斯拉低37%,但通过Z型叠片工艺抵偿了导电成果。
在被迫组件占譬如面,特斯拉4680电板的外壳、集流体等非活性材料占总体积的40%,与比亚迪刀片电板的42%基本合手平,揭示出当代能源电板遐想的共性挑战。

电气邻接时代:(A) BYD刀片电板:极耳超声预焊+激光总线焊合;复合绝缘封装结构 ;(B) 特斯拉4680电板:极组斜切集流结构;六点激光焊合邻接;中心空腔极柱焊合。
热性能互异:圆柱与刀片的结构宿命
充放电测试标明,特斯拉电板单元体积发烧量是比亚迪的1.8倍,这与其圆柱结构带来的名义积斥逐径直联系。比亚迪刀片电板的扁平遐想使散热斗殴面积加多70%,提拔更简单的液冷系统布局。
“在-10低温环境中,特斯拉电板的直流内阻增幅达58%,而比亚迪仅22%。”Gorsch指出,"这解说了为何比亚迪勇于在刀片电板中应用无模组时代(CTB)。"

电性能对比:(A) 直流内阻(20℃,1C):BYD刀片电板:35mΩ特斯拉4680电板:68mΩ; (B) 体积发烧量(1C放电):特斯拉4680电板发烧量是BYD的1倍。
为下一代电板开荒提供了实证基准
该究诘初度竖立了大尺寸能源电板的圆善分析框架,涵盖机械遐想、材料体系、制造工艺等23项关节参数。究诘数据阐述:特斯拉通过材料更动追求极致性能,比亚迪则依托结构遐想优化资本成果,两种时代道路隔离对应不同阛阓需求。
正如Gorsch在论文论断中强调:“这些发现为下一代电板开荒提供了实证基准,绝顶是在硅基负极应用、固态电解质集成等前沿领域,必须详细研讨机械遐想与电化学性能的协同关系。”这项来自传统汽车强国的逆向工程究诘,或将成为大众能源电板时代演进的进犯参照系。

电板总体数据。
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