Las baterías Blade de BYD y 4680 de Tesla presumen hoy de ser dos de las mejores del mercado. Por eso, la prestigiosa Universidad RWTH de Aquisgrán, en Alemania, las ha desmontado y analizado en detalle para compararlas. Los resultados son sorprendentes.
Si preguntas ahora mismo a cualquier experto del automóvil o ingeniero por dos marcas que presenten los mayores avances en coches eléctricos y baterías, dos nombres saldrán de manera generalizada: Tesla y BYD. Ambos fabricantes, además, representan y abanderan a dos industrias tecnológicas muy potentes y de gran rivalidad hoy en día en los mercados mundiales: a la de Estados Unidos y a la de China. Hasta aquí, todos estamos de acuerdo.
Sin embargo, cuando se trata de analizar la tecnología celular de las baterías hay pocos datos técnicos detallados y disponibles públicamente sobre los distintos componentes y técnicas de fabricación empleados realmente por cada fabricante. Por eso, un equipo de la Universidad RWTH de Aquisgrán, uno de los mayores centros de investigación de primera clase de Europa, ha decidido desmontar las celdas 4680 de Tesla y la reconocida batería Blade de BYD, para compararlas y analizarlas al detalle, con un estudio final que puedes leer íntegramente aquí.
Celdas cilíndricas NMC contra láminas de hierro
Así, con este trabajo, los investigadores de la cátedra titulada “Ingeniería de producción de componentes de movilidad eléctrica” (PEM) han concluido varios resultados de lo más interesantes. Pero primero vamos a enumerar las diferencias fundamentales que los expertos han encontrado entre los dos tipos de células.
En concreto, la 4680 de Tesla es una celda cilíndrica (química de níquel-manganeso-cobalto, NMC) con un diámetro de 46 milímetros y una altura de 80 milímetros, de ahí su nombre oficial. Esta célula se fabrica en varias plantas de Tesla, como las situadas en Texas y California (en Estados Unidos), o en Shanghái (en China), y está instalada ya en los modelos Tesla Model Y, por ejemplo, uno de los SUV eléctricos más vendidos de todo el mundo.
BYD, por su parte, apuesta por una filosofía completamente diferente en lo que respecta a su batería Blade. La compañía china es conocida por utilizar casi exclusivamente las llamadas baterías LFP, con tecnología de fosfato de hierro y litio (material del cátodo). Esta forma especial de baterías de iones de litio no contiene ningún metal pesado tóxico como níquel, cobalto o cadmio. Con la llamada batería de cuchillas, BYD une celdas de batería estrechas como si fueran hojas de espadas.
Primera sorpresa: no hay silicio en los ánodos
El análisis químico efectuado por los investigadores ha confirmado directamente lo que se esperaba: las celdas 4680 de Tesla se centran en la alta densidad energética, mientras que la eficiencia de volumen y los materiales más baratos son más importantes para la celda Blade de BYD. También existen diferencias significativas en la producción. Tesla utiliza únicamente soldadura láser para la celda 4680, mientras que BYD, por su lado, utiliza tanto soldadura láser como ultrasónica, así como tecnología de contacto de electrodos para la celda Blade.
La Universidad RWTH de Aquisgrán confirma al mismo tiempo la información suministrada por los fabricantes sobre los materiales como el fosfato de hierro y litio de BYD y el NMC811 de Tesla. Las densidades de energía a nivel de celda son de 160 Wh/kg y 355,26 Wh/l para BYD y de 241,01 Wh/kg y 643,3 Wh/l para Tesla, según los datos publicados por los investigadores.
Una de las primeras sorpresas que concluye el estudio comparativa es que ambas celdas utilizan ánodos de grafito sin dióxido de silicio. “Nos sorprendió que los ánodos de ambas baterías no contuvieran silicio, especialmente en la celda de Tesla, ya que el silicio es ampliamente considerado en la investigación como un material clave para aumentar la densidad energética”, ha concluido en este apartado el profesor Heiner Heimes, miembro de la junta directiva de PEM.
Diferencias significativas en la velocidad de carga
Los investigadores también han descubierto otras sorpresas, como que los dos tipos de baterías “altamente innovadoras” y “con un diseño fundamentalmente diferente” muestran diferencias significativas en la velocidad a la que pueden cargarse o descargarse en relación con su capacidad máxima. Según el estudio, la celda de BYD se basa en un método especial en el que los ánodos y los cátodos en la pila de electrodos se fijan en una posición ideal entre sí laminando los bordes separadores. Sin embargo, la de Tesla utiliza un nuevo tipo de agente aglutinante que mantiene unidos los materiales activos en los electrodos.
Las dos baterías, sin embargo, también tienen similitudes inesperadas, como que sus delgadas láminas de electrodos están unidas entre sí mediante el todavía inusual método de soldadura láser en lugar del método convencional de soldadura ultrasónica. Y, “aunque la celda de BYD es mucho más grande que la de Tesla, la proporción de componentes pasivos de la celda, como colectores de corriente, carcasas y barras colectoras, es similar”, confirma el director de PEM, el profesor Achim Kampker.
Conclusión: la batería de BYD es más eficiente que la de Tesla
La otra gran sorpresa publicada por la Universidad de Aquisgrán es que la batería LFP de BYD es supuestamente más eficiente. Según RWTH, esto se debe a una mejor gestión del calor. Si se compara el calentamiento específico por volumen, la celda 4680 de Tesla genera aproximadamente el doble de la cantidad de calor que debe disiparse con una carga de 1 C. Por lo que si tienes un automóvil con exactamente la misma potencia, la refrigeración requerida para las celdas Tesla 4680 tendría que disipar aproximadamente el doble de calor por volumen que la celda BYD con la misma carga, tal y como confirma la universidad alemana. Por tanto, el diseño del electrodo LFP es más favorable para desarrollar una estrategia de enfriamiento para una carga rápida.
Para comparar la eficiencia térmica de las celdas, se caracterizó la resistencia de CC interna de la celda con un estado de carga (SOC) del 10 % y 10 °C, 20 °C y 40 °C para ambas celdas. La resistencia celular del Tesla 4680 aumenta a valores de SOC altos, especialmente a bajas temperaturas, mientras que la resistencia celular de la celda BYD Blade disminuye a valores de SOC más altos. En este punto, eso sí, los investigadores han concluido recomendando realizar más investigaciones para determinar las causas.
Escrito por Jordi Moral
Fuente: https://www.autopista.es/
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