Forscher zerlegen Tesla- und BYD-Batterien und enthüllen „überraschende Ergebnisse“.

Eine bahnbrechende Studie von Forschern der RWTH Aachen hat kürzlich die Batterietechnologien zweier führender Elektrofahrzeughersteller unter die Lupe genommen. Die detaillierte Analyse der Batterien von Tesla und BYD brachte überraschende Erkenntnisse ans Licht und bietet einen seltenen Einblick in die bisher streng gehüteten Geheimnisse dieser Technologien. Diese wissenschaftliche Untersuchung ist besonders wertvoll, da beide Unternehmen traditionell wenig Details über ihre Batteriesysteme preisgeben.

Einzigartige Einblicke in die Batterie-Geheimnisse von Tesla und BYD

Professor Achim Kampker, Leiter des Forschungsprojekts am PEM (Production Engineering of E-Mobility Components) der RWTH Aachen, betont die Bedeutung dieser Studie: „Tesla und BYD haben bisher kaum Details zur Zusammensetzung ihrer Batterien veröffentlicht, wodurch der mechanische Aufbau der Zellen und die meisten ihrer Eigenschaften bis jetzt geheim blieben.“ Die am 6. März 2025 in der Fachzeitschrift Cell Reports Physical Science veröffentlichten Ergebnisse zeigen fundamentale Unterschiede in den Designphilosophien beider Hersteller.

Während Tesla bei seinen 4680-Zellen den Schwerpunkt auf eine hohe Energiedichte legt, priorisiert BYD mit seinen Blade-Batterien die volumetrische Effizienz und den Einsatz kostengünstigerer Materialien. Die Wissenschaftler stellten fest, dass die Batterie des chinesischen Herstellers aufgrund ihres einfacheren Thermomanagements insgesamt effizienter arbeitet. Diese Erkenntnisse sind besonders relevant für die Weiterentwicklung von Schnellladetechnologien für Elektrofahrzeuge, da die thermische Effizienz direkt die Ladegeschwindigkeit beeinflusst.

Um zu diesen Schlussfolgerungen zu gelangen, untersuchten die Forscher akribisch den mechanischen Aufbau, die Abmessungen sowie die elektrischen und thermischen Eigenschaften der Zellen. Zusätzlich analysierten sie die genaue Zusammensetzung der Elektroden, die Materialkosten und die zur Montage eingesetzten Prozesse. Die Tesla-Batterie stammte aus einem Model Y von 2022, während die BYD-Batterie von einem chinesischen Händler erworben wurde.

Unerwartete Materialauswahl und Fertigungstechniken

Professor Heiner Heimes vom PEM beschreibt eines der verblüffendsten Ergebnisse der Studie: „Das Fehlen von Silizium in den Anoden beider Batterien hat uns überrascht, insbesondere in der Tesla-Zelle.“ Diese Entdeckung ist bemerkenswert, da Silizium allgemein als Schlüsselmaterial zur Steigerung der Energiedichte gilt. Dass beide Hersteller darauf verzichten, widerspricht den bisherigen Annahmen der Fachwelt.

Eine weitere Überraschung war die Art und Weise, wie die Zellen montiert werden. Die dünnen Elektrodenblätter wurden mittels eines ungewöhnlichen Laserverfahrens verschweißt – im Gegensatz zum in der Branche üblichen Ultraschallschweißverfahren. Diese innovative Produktionstechnik könnte ein Hinweis auf neue Trends in der Fertigung von preisgekrönten Elektroantrieben sein, die zunehmend auf Effizienz und Skalierbarkeit ausgerichtet sind.

Trotz einiger Gemeinsamkeiten überwiegen die Unterschiede zwischen den beiden Batterietechnologien. Der Forschungsbericht hebt „signifikante Nuancen in der Geschwindigkeit, mit der sie im Verhältnis zu ihrer maximalen Kapazität geladen oder entladen werden können“ hervor. Diese Ladeeigenschaften spielen eine entscheidende Rolle für die Alltagstauglichkeit und den praktischen Nutzen moderner Elektrofahrzeuge, insbesondere bei leistungsstarken Elektrosport-Modellen mit hohem Energiebedarf.

Präzise Daten zu Energiedichte und Kostenstruktur

Die Studie liefert erstmals konkrete Zahlen zur Energiedichte der untersuchten Batteriezellen: Die LFP-Zelle von BYD erreicht 160 Wh/kg und 355,26 Wh/l, während Teslas 4680-Zelle (NMC811) mit 241,01 Wh/kg und 643,3 Wh/l deutlich höhere Werte aufweist. Diese signifikanten Unterschiede erklären teilweise die divergierenden Reichweiten und Leistungsprofile der Fahrzeuge beider Hersteller.

Besonders aufschlussreich sind auch die Kostenangaben der Zellen: BYD kommt auf etwa 25 Euro pro kWh, Tesla dagegen auf 36 Euro pro kWh. Die Wissenschaftler führen diese Preisdifferenz hauptsächlich auf „die unterschiedlichen Materialien für die Herstellung der Kathode“ zurück. Diese Kostenvorteile könnten erklären, warum BYD in bestimmten Marktsegmenten preislich aggressiver agieren kann.

Die detaillierte Kostenanalyse ist besonders wertvoll für die Entwicklung zukünftiger Batteriegenerationen und könnte entscheidend zur Senkung der Produktionskosten von Elektrofahrzeugen beitragen. Die Erkenntnisse unterstreichen auch die unterschiedlichen strategischen Ansätze: Während Tesla auf maximale Leistung setzt, verfolgt BYD eine Strategie der Optimierung für den Massenmarkt mit hoher Betriebssicherheit.

Strategische Implikationen für die Elektromobilitätsbranche

Die unterschiedlichen Ansätze von Tesla und BYD spiegeln zwei konkurrierende Philosophien in der Elektrofahrzeugentwicklung wider. Teslas Fokus auf hohe Energiedichte zielt auf maximale Reichweite und Leistung ab – Faktoren, die besonders in Märkten mit großen Distanzen wie den USA wichtig sind. BYDs Priorität liegt hingegen auf Kosteneffizienz und thermischer Stabilität, was den Anforderungen dichter besiedelter Regionen mit kürzeren durchschnittlichen Fahrstrecken entspricht.

Diese Forschungsergebnisse könnten weitreichende Auswirkungen auf die gesamte Branche haben. Einerseits bestätigen sie, dass unterschiedliche Batteriekonzepte für verschiedene Anwendungsszenarien optimal sein können. Andererseits zeigen sie, dass die technologische Innovation im Batteriesektor keineswegs abgeschlossen ist – vielmehr befinden wir uns noch in einer Phase des Experimentierens und der kontinuierlichen Verbesserung.

Die Tatsache, dass beide führenden Hersteller auf Silizium in ihren Anoden verzichten, könnte zudem die aktuelle Forschungsrichtung in Frage stellen und neue Wege für die Batterieentwicklung eröffnen. Die RWTH-Studie liefert somit nicht nur wichtige technische Details, sondern könnte auch den Weg für eine Neubewertung der Prioritäten in der Batterieforschung ebnen.

Mit diesen detaillierten Einblicken trägt die Aachener Studie wesentlich zum besseren Verständnis der aktuellen Batterietechnologien bei und schafft eine solide Grundlage für zukünftige Innovationen in diesem für die Mobilitätswende entscheidenden Bereich.