汽车“祖师爷”德国在新能源汽车波浪中袒露弱势开云kaiyun.com,2024年其纯电动车销量同比暴跌27%,时间转型滞后与本钱窘境令德国汽车工业遭遇双重挤压。心焦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,学习先进劝诫。
当地时分3月7日,Cell Reports Physical Science期刊最新发表的论文中,德国亚琛工业大学盘考团队对“4680电板”与比亚迪“刀片电板”的系统性拆解。他们重心盘考了每种电板的具体策画和性能特征。他们评估了电板的机械策画和尺寸、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本钱。
最终,德国东谈主发现:特斯拉的电板优先讨论高能量密度和性能,而的电板优先讨论体积效果和低本钱材料。总的来说,盘考标明比亚迪的电板效果更高,因为它更容易进行热处罚。

机械策画:黏合转换VS结构检阅
拆电板后,德国东谈主发现,特斯拉在其4680电板中吸收新式黏合剂固定电极活性材料,与行业主流决策比拟展现出权贵转换。该黏合剂在守护电极结构好意思满性的同期,维持更高能量密度的竣事。
比亚迪则通过结构转换,通过在正负极之间的隔阂角落本质特等层压处理,将96层电极片固定为14毫米厚的一体化刀片结构。这种机械策画使电板包空间诈骗率晋升至60%以上,并简化了热处罚系统。

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;底部泄压阀策画。

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:中心空腔卷绕策画;顶部/底部胶带固定;无集流耳结构(tabless策画)。
材料体系:三元锂与磷酸铁锂的本钱博弈
能谱分析自满,特斯拉电板吸收高镍三元材料(NMC),能量密度达643Wh/L,但材料本钱卓绝磷酸铁锂(LFP)决策约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转换,竣事每kWh概括本钱上风。
令东谈主未必的是,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关怀,因为硅基负极被视为晋升能量密度的重要旅途。\"盘考厚爱东谈主Jonas Gorsch知道。

材料组成与本钱: (A) 分量漫衍:BYD刀片电板:活性材料2%,特斯拉4680电板:活性材料7% ;(B) 材料本钱:BYD刀片电板:€73.2/kWh,特斯拉4680电板:€83.5/kWh ;*LFP正极材料本钱低34%。
制造工艺:同归殊途的激光焊合
尽管策画理念迥异,两大电板均吸收激光焊合时间衔接电极箔材,而非行业常见的超声波焊合。盘考东谈主员发现,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效果。
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%基本执平,揭示出当代能源电板策画的共性挑战。

电气衔接时间:(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;六点激光焊合衔接;中心空腔极柱焊合。
热性能各异: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结果径直关联。比亚迪刀片电板的扁平策画使散热斗争面积增多70%,维持更肤浅的液冷系统布局。
\"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,\"这证明了为何比亚迪勇于在刀片电板中应用无模组时间(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。
为下一代电板开辟提供了实证基准
该盘考初次建树了大尺寸能源电板的好意思满分析框架,涵盖机械策画、材料体系、制造工艺等23项重要参数。盘考数据证明:特斯拉通过材料转换追求极致性能,比亚迪则依托结构策画优化本钱效果,两种时间阶梯阔别对应不同阛阓需求。
正如Gorsch在论文论断中强调:\"这些发现为下一代电板开辟提供了实证基准,相配是在硅基负极应用、固态电解质集成等前沿界限,必须概括讨论机械策画与电化学性能的协同相干。\" 这项来自传统汽车强国的逆向工程盘考,或将成为大家能源电板时间演进的曲折参照系。

电板总体数据。