兩大制造商主導著電動汽車市場：在歐洲和北美最受歡迎的特斯拉，以及引領中國電動汽車市場的比亞迪。然而，兩家制造商發布的電池數據十分有限，因此這些電池的機械結構和特性仍然是一個謎。

在一項研究中，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汽車電池的整體功能，科學家將兩家的電池拆解了。結果發現，特斯拉的電池優先考慮高能量密度和性能，而比亞迪的電池優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，因為它更容易進行熱管理。相關研究近日發表于《細胞報告-物理科學》。

由于目前關于汽車應用的最先進電池的深入數據和分析非常有限，德國亞琛工業大學電動汽車零部件生產工程專家Jonas Gorsch與合作者研究了特斯拉4680電池和比亞迪刀片電池，并重點研究了每種電池的具體設計和性能特征。他們評估了電池的機械設計和尺寸、電極的材料成分，以及電池的電學和熱性能。研究人員還推導了組裝電池的過程和電池材料成本。

“我們驚訝地發現這兩種電池的陽極中都沒有硅，尤其是在特斯拉的電池中。硅在研究中被廣泛認為是增加能量密度的關鍵材料。”Gorsch說。

研究團隊發現，相對于電池的最大容量，這兩種類型的電池在充電(或放電)的速度上存在顯著差異。研究人員還發現，比亞迪采用了一種不同的方法固定電極片——通過使用一種新型的電極堆疊技術，在正極和負極之間的隔膜邊緣進行特殊的層壓處理，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，與行業內大多數制造商使用的黏合劑相比，具有顯著創新性。

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，后者是業內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，但被動電池組件(如集流體、外殼和母線)所占比例相似。

Gorsch說，這項研究的結果闡明了這兩種電池是如何實現兩種“高度創新”且“根本不同”的設計方法的。但需要進一步研究以確定機械電池設計選擇對電動汽車電池電極性能的影響，以及特斯拉和比亞迪電池的壽命。

“這些發現為學界和業界提供了大尺寸電池設計的基準，為進一步的電池分析和優化奠定了基礎。”Gorsch補充說，這些數據可以幫助電池開發人員在確定設計、尺寸和活性材料時作出明智的選擇。

相關論文信息：

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

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