近日，一項(xiàng)新研究引發(fā)了科技圈的關(guān)注。研究人員拆解了特斯拉4680電池和比亞迪刀片電池，深入分析它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、性能等方面，得出了許多讓人意想不到的結(jié)論。
在電動(dòng)汽車市場(chǎng)，特斯拉和比亞迪堪稱兩大巨頭。特斯拉在歐美市場(chǎng)風(fēng)光無(wú)限，比亞迪則穩(wěn)坐中國(guó)電動(dòng)汽車頭把交椅。不過(guò)，這兩家公司對(duì)自家電池的內(nèi)部設(shè)計(jì)和特性一直守口如瓶，很多技術(shù)細(xì)節(jié)都不為人知。
為了搞清楚這些電池的工作原理，看看兩家技術(shù)有何不同，研究團(tuán)隊(duì)動(dòng)手拆解了特斯拉和比亞迪的電池組。3月6日發(fā)表在《細(xì)胞報(bào)告：物理科學(xué)》上的研究結(jié)果顯示，這兩種電池在設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)上有很大差異。特斯拉電池追求高能量密度和高性能，而比亞迪電池更注重空間利用效率，并且采用了成本效益更高的材料。值得一提的是，研究發(fā)現(xiàn)比亞迪電池因?yàn)槌錾臒峁芾硐到y(tǒng)，整體效率更勝一籌。
德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)的研究人員約納斯·戈?duì)柺┦沁@項(xiàng)研究的主要作者，他表示，目前關(guān)于汽車用先進(jìn)電池的深度數(shù)據(jù)和分析少之又少。
研究人員仔細(xì)研究了4680電池和刀片電池，從機(jī)械設(shè)計(jì)、電極材料成分，到電池的電氣和熱性能，都進(jìn)行了評(píng)估，還推算出電池的組裝過(guò)程和材料成本。
戈?duì)柺┨岬?，他們驚訝地發(fā)現(xiàn)，兩種電池的陽(yáng)極里居然都沒(méi)有硅。要知道，在科研領(lǐng)域，硅可是提升電池能量密度的關(guān)鍵材料，尤其是特斯拉電池不含硅，這讓人大跌眼鏡。
研究還發(fā)現(xiàn)，兩種電池在充電（或放電）速度與最大容量的關(guān)系上差異明顯。比亞迪刀片電池固定電極片的方式很獨(dú)特，通過(guò)一種新的工藝步驟，把陽(yáng)極和陰極之間的隔膜邊緣進(jìn)行層壓處理。而特斯拉電池使用的粘結(jié)劑也與眾不同，和行業(yè)內(nèi)多數(shù)制造商的都不一樣。
有意思的是，這兩種電池也有一些讓人意外的相似之處。比如，它們連接薄電極箔都用的是激光焊接，而非行業(yè)常用的超聲波焊接。而且，雖然比亞迪電池比特斯拉電池大不少，但兩者的電池被動(dòng)組件（像集流體、外殼、母線等）占比卻差不多。
戈?duì)柺┱f(shuō)，這次研究結(jié)果揭示了特斯拉4680電池和比亞迪刀片電池，是如何通過(guò)兩種“極具創(chuàng)新性”但又“截然不同”的設(shè)計(jì)思路來(lái)實(shí)現(xiàn)功能的。不過(guò)，他也指出，還需要進(jìn)一步研究，看看電池的機(jī)械設(shè)計(jì)選擇對(duì)電動(dòng)汽車電池的電極性能有何影響，以及這兩種電池的使用壽命到底如何。
他還表示，這些研究結(jié)果為科研和產(chǎn)業(yè)界提供了大型電池設(shè)計(jì)的參考標(biāo)準(zhǔn)，能作為進(jìn)一步電池分析和優(yōu)化的基礎(chǔ)，幫助電池開發(fā)者在選擇電池規(guī)格、尺寸和活性材料時(shí)做出更明智的決策。
參考資料：DOI： 10.1016/j.xcrp.2025.102453
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