兩大制造商主導(dǎo)著電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)：在歐洲和北美最受歡迎的特斯拉，以及引領(lǐng)中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的比亞迪。然而，兩家制造商發(fā)布的電池?cái)?shù)據(jù)十分有限，因此這些電池的機(jī)械結(jié)構(gòu)和特性仍然是一個(gè)謎。

在一項(xiàng)研究中，為了比較特斯拉和比亞迪使用的電池，從而更好地了解電動(dòng)汽車(chē)電池的整體功能，科學(xué)家將兩家的電池拆解了。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，特斯拉的電池優(yōu)先考慮高能量密度和性能，而比亞迪的電池優(yōu)先考慮體積效率和低成本材料。研究表明，比亞迪的電池效率更高，因?yàn)樗菀走M(jìn)行熱管理。相關(guān)研究近日發(fā)表于《細(xì)胞報(bào)告-物理科學(xué)》。

由于目前關(guān)于汽車(chē)應(yīng)用的最先進(jìn)電池的深入數(shù)據(jù)和分析非常有限，德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)電動(dòng)汽車(chē)零部件生產(chǎn)工程專(zhuān)家Jonas Gorsch與合作者研究了特斯拉4680電池和比亞迪刀片電池，并重點(diǎn)研究了每種電池的具體設(shè)計(jì)和性能特征。他們?cè)u(píng)估了電池的機(jī)械設(shè)計(jì)和尺寸、電極的材料成分，以及電池的電學(xué)和熱性能。研究人員還推導(dǎo)了組裝電池的過(guò)程和電池材料成本。

“我們驚訝地發(fā)現(xiàn)這兩種電池的陽(yáng)極中都沒(méi)有硅，尤其是在特斯拉的電池中。硅在研究中被廣泛認(rèn)為是增加能量密度的關(guān)鍵材料。”Gorsch說(shuō)。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于電池的最大容量，這兩種類(lèi)型的電池在充電(或放電)的速度上存在顯著差異。研究人員還發(fā)現(xiàn)，比亞迪采用了一種不同的方法固定電極片——通過(guò)使用一種新型的電極堆疊技術(shù)，在正極和負(fù)極之間的隔膜邊緣進(jìn)行特殊的層壓處理，從而將電極片固定到位。特斯拉的電池則采用了一種新黏合劑，將電極中的活性材料固定在一起，與行業(yè)內(nèi)大多數(shù)制造商使用的黏合劑相比，具有顯著創(chuàng)新性。

此外，這兩種電池也顯示出意想不到的相似之處。它們都使用了一種不同尋常的方式連接其薄電極箔：用激光焊接代替超聲波焊接，后者是業(yè)內(nèi)許多電池使用的方法。此外，盡管比亞迪的電池比特斯拉的電池大得多，但被動(dòng)電池組件(如集流體、外殼和母線(xiàn))所占比例相似。

Gorsch說(shuō)，這項(xiàng)研究的結(jié)果闡明了這兩種電池是如何實(shí)現(xiàn)兩種“高度創(chuàng)新”且“根本不同”的設(shè)計(jì)方法的。但需要進(jìn)一步研究以確定機(jī)械電池設(shè)計(jì)選擇對(duì)電動(dòng)汽車(chē)電池電極性能的影響，以及特斯拉和比亞迪電池的壽命。

“這些發(fā)現(xiàn)為學(xué)界和業(yè)界提供了大尺寸電池設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)，為進(jìn)一步的電池分析和優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。”Gorsch補(bǔ)充說(shuō)，這些數(shù)據(jù)可以幫助電池開(kāi)發(fā)人員在確定設(shè)計(jì)、尺寸和活性材料時(shí)作出明智的選擇。

相關(guān)論文信息：

http://doi.org/10.1016/j.xcrp.2025.102453

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