Tesla und BYD gehören zu den führenden Herstellern von Elektrofahrzeugen, doch ihre Batterietechnologien könnten unterschiedlicher kaum sein. Ein Team der RWTH Aachen hat nun die Tesla-4680-Zelle und die Blade-Batterie von BYD genau untersucht und miteinander verglichen. Dabei kamen überraschende Erkenntnisse ans Licht – insbesondere in den Bereichen Effizienz und Ladeverhalten.
Unterschiedliche Bauformen, verschiedene Philosophien
Während Tesla auf eine zylindrische Zellstruktur mit Nickel-Mangan-Cobalt-Chemie setzt, folgt BYD einer völlig anderen Strategie. Die 4680-Zelle von Tesla besitzt einen Durchmesser von 46 Millimetern und eine Höhe von 80 Millimetern, was ihr den Namen verleiht. Diese Bauweise soll eine besonders hohe Energiedichte ermöglichen und kommt unter anderem im Tesla Model Y zum Einsatz.
BYD hingegen verwendet in der Blade-Batterie eine Reihe von schmalen, länglichen Lithium-Eisenphosphat-Zellen. Diese Bauform erinnert an aneinandergereihte Klingen – daher der Name "Blade". Der größte Vorteil dieser Technologie liegt in der Vermeidung kritischer Rohstoffe wie Nickel und Kobalt. Dadurch sind die Zellen kostengünstiger in der Herstellung und gelten als besonders langlebig und sicher.
Chemische Analyse zeigt überraschende Gemeinsamkeiten
Die Forscher der RWTH Aachen haben bestätigt, dass Tesla auf eine NMC811-Kathode mit hoher Energiedichte setzt, während BYD auf eine Lithium-Eisenphosphat-Kathode fokussiert ist. Beide Technologien folgen also klar unterschiedlichen Zielen: Tesla maximiert die Energiedichte, BYD setzt auf Kosten- und Volumeneffizienz.
Eine Überraschung gab es jedoch bei den Anoden. Entgegen vieler Erwartungen fanden die Forscher weder in der Tesla- noch in der BYD-Batterie Silizium. Dabei gilt Silizium als eines der Schlüsselmaterialien zur Erhöhung der Energiedichte und wird in vielen modernen Batterieforschungen als entscheidender Fortschritt angesehen. Professor Heiner Heimes von der RWTH Aachen zeigte sich überrascht, dass beide Hersteller weiterhin vollständig auf Graphit setzen.
Energiedichte und Ladeverhalten mit großen Unterschieden
Die Analyse zeigte deutliche Unterschiede bei der Energiedichte. Während die Tesla-4680-Zelle eine erheblich höhere Energiedichte aufweist, liegt die Blade-Batterie von BYD mit ihren kompakteren Abmessungen und der robusten Bauweise eher im Mittelfeld. Das wirkt sich auf die Reichweite aus: Ein Tesla-Akku kann mehr Energie pro Kilogramm speichern als ein vergleichbarer BYD-Akku.
Dafür konnte die Blade-Batterie in einem anderen Bereich punkten: ihrer Effizienz beim Laden. BYD setzt auf eine präzise Laminierung der Separator-Kanten, wodurch die Anordnung von Anoden und Kathoden besonders stabil bleibt. Tesla verfolgt hingegen einen anderen Ansatz und nutzt ein spezielles Bindemittel, um die aktiven Materialien in den Elektroden zusammenzuhalten. Im Vergleich zeigte sich, dass die Blade-Batterie durch diese Methode schneller lädt und dabei weniger Wärme entwickelt.
Thermische Effizienz: BYD hat einen entscheidenden Vorteil
Eine der größten Überraschungen der Untersuchung betrifft das Wärmemanagement. Die Tesla-4680-Zelle erzeugt etwa doppelt so viel Wärme pro Volumen wie die Blade-Zelle von BYD. Das bedeutet, dass die Kühlung im Tesla deutlich stärker arbeiten muss, um Überhitzung zu vermeiden.
Zusätzlich ergaben Messungen des internen Zellwiderstands deutliche Unterschiede bei niedrigen Temperaturen. Während der Widerstand in der Tesla-Zelle bei hohem Ladezustand und niedrigen Temperaturen ansteigt, verhält sich die BYD-Zelle genau umgekehrt. Das deutet darauf hin, dass die Blade-Batterie besser auf Schnellladevorgänge vorbereitet ist. Die Forscher empfehlen hier jedoch weitere Untersuchungen, um die genauen Ursachen zu analysieren.
