Sono due i principali produttori che dominano il mercato dei veicoli elettrici: Tesla, che è più popolare in Europa e Nord America, e BYD, che è leader in Cina. Tuttavia, entrambi hanno sempre rilasciato dati limitati sulle loro batterie, quindi la struttura meccanica e le caratteristiche delle celle sono rimaste un mistero. Ma un team di ricercatori ha deciso di smontarle, per conoscere più da vicino il loro funzionamento. I risultati, pubblicati il 6 marzo sulla rivista Cell Reports Physical Science di Cell Press, mostrano che le batterie Tesla danno priorità all’alta densità energetica e alle prestazioni, mentre quelle BYD all’efficienza del volume e ai materiali a basso costo. Nel complesso, lo studio ha rivelato che la batteria BYD è più efficiente perché consente una più facile gestione termica.
“I dati e le analisi approfondite disponibili sulle batterie all’avanguardia per le applicazioni automobilistiche sono molto limitati”, spiega Jonas Gorsch, ricercatore presso il dipartimento di ingegneria della produzione di componenti per la mobilità elettrica dell’Università RWTH di Aquisgrana in Germania e autore principale dello studio.
Per risolvere questo problema, i ricercatori hanno esaminato la batteria Tesla, la cella Tesla 4680, e la batteria BYD, la cella BYD Blade, concentrandosi sul design specifico e sulle caratteristiche prestazionali di ciascuna. Hanno valutato i design meccanici e le dimensioni delle celle, le esatte composizioni dei materiali dei loro elettrodi e le prestazioni elettriche e termiche. Hanno anche dedotto i processi utilizzati per assemblarle e i costi dei materiali utilizzati per realizzarle. “Siamo rimasti sorpresi di non trovare traccia di silicio negli anodi di nessuna delle due celle, specialmente nella cella di Tesla, poiché il silicio è ampiamente considerato nella ricerca come un materiale chiave per aumentare la densità energetica”, dice Gorsch.
Il team ha scoperto che i due tipi di batterie presentavano differenze significative nella velocità di carica (o scarica) rispetto alla loro capacità massima. Ma hanno anche mostrato somiglianze inaspettate: entrambe utilizzano un modo insolito di collegare i loro sottili fogli di elettrodo, cioè con la saldatura laser invece della saldatura a ultrasuoni, utilizzata da molti altri nel settore. Inoltre, sebbene la cella BYD sia molto più grande di quella Tesla, la frazione dei componenti passivi della cella, come i collettori di corrente, l’alloggiamento e le sbarre collettrici, è simile.
I risultati di questo studio mettono in luce come la batteria di Tesla, la cella 4680, e quella di BYD, la cella Blade, adottino due approcci progettuali “altamente innovativi” ma “fondamentalmente diversi”, afferma Gorsch. Sono necessari ulteriori studi per determinare l’impatto delle scelte progettuali meccaniche delle celle sulle prestazioni degli elettrodi nelle batterie dei veicoli elettrici, nonché la durata delle celle Tesla e BYD.