Tesla vs. BYD: Comparação entre as baterias 4680 e Blade

Um dos maiores destaques da Tesla são suas inovadoras baterias 4680, compostas por células cilíndricas de níquel-manganês-cobalto (NMC), que o CEO Elon Musk frequentemente elogia pela alta densidade energética. Em contraste, a BYD aposta nas Blade Battery, células prismáticas com química de lítio-ferro-fosfato (LFP). Mas qual dessas tecnologias oferece o melhor desempenho e custo-benefício para os veículos elétricos?

Para responder a essa questão, uma equipe do departamento "Production Engineering of E-Mobility Components" (PEM) da Universidade RWTH Aachen comparou as duas tecnologias em nível de célula. Publicado em 6 de março na revista Cell Reports Physical Science, o estudo revela pontos fortes e fracos de cada uma.

Foto de: InsideEVs

A principal descoberta do estudo aponta que as baterias da Tesla (primeira geração, utilizadas no Model Y desde 2022, já substituídas por uma versão melhorada) apresentam um problema de resfriamento. Isso ocorre devido à alta resistência interna quando a célula está quase totalmente carregada, o que provoca perdas térmicas durante a carga e descarga.

Tesla Model Y: células cilíndricas do tipo 4680 e bateria estrutural (fonte: Paul Kelly)

Os pesquisadores carregaram a célula a uma taxa de 1C, ou seja, uma recarga completa em 1 hora. Durante os testes, observaram que a resistência interna aumenta em níveis elevados de estado de carga (SoC), especialmente em baixas temperaturas. Segundo o estudo, o fluxo de carga para o cátodo diminui com um SoC alto, compensando o aumento da resistência anódica, algo que não era esperado.

"A resistência da célula Tesla 4680 aumenta em altos valores de SoC, principalmente em baixas temperaturas, enquanto a resistência da célula BYD Blade Battery diminui em altos valores de SoC. A possível explicação é uma maior resistência ao fluxo de carga dentro e na superfície do ânodo devido à alta concentração de lítio, já que essa resistência tende a aumentar com o crescimento do SoC."

Foto de: Tesla

Célula 4680 da Tesla

Como consequência, a célula 4680 gera muito calor durante a recarga, exigindo um sistema de gerenciamento térmico mais robusto. O portal Notebookcheck sugere que esse problema pode ter sido a causa da recarga inicial mais lenta do Cybertruck, embora a Tesla agora utilize células 4680 aprimoradas.

Comparação técnica das células:

A tabela acima apresenta as principais características das duas células. A Blade Battery da BYD é muito maior do que a célula 4680 da Tesla e armazena mais carga elétrica (medida em ampere-hora). No entanto, a menor tensão da célula LFP reduz essa vantagem. Mais importante, a densidade energética por quilo e por litro é significativamente maior na Tesla.

Os pesquisadores também analisaram a composição das células e descobriram que a Tesla não utiliza silício no ânodo, um fato inesperado, já que sua inclusão aumentaria a densidade energética.

O estudo revelou ainda que o cilindro de aço da Tesla representa 16% do peso total da célula, enquanto o invólucro de alumínio da Blade Battery responde por apenas 6%. No entanto, essa diferença é compensada pelo menor peso dos suportes do ânodo e do cátodo. No geral, ambas as células têm proporções de peso semelhantes, com cerca de 60% do total sendo composto por material ativo, como grafite (ânodo) e NMC/LFP (cátodo).

O professor Achim Kampker, diretor do Instituto RWTH, comenta:

"Embora a célula da BYD seja significativamente maior que a da Tesla, a proporção de componentes passivos, como coletores de corrente, carcaças e barramentos, é semelhante."

Foto de: InsideEVs

Os pesquisadores calcularam os custos dos materiais com base nos pesos dos componentes. O estudo revelou um custo estimado de 25 euros por kWh para a célula LFP e 37 euros por kWh para a célula NMC. Isso significa que a Tesla gasta cerca de 10 euros a mais por kWh, resultando em uma diferença de 800 euros para uma bateria de 80 kWh.

Vale ressaltar que esses valores consideram apenas o custo dos materiais das células, sem incluir despesas de produção, sistemas de resfriamento ou controle.

A bateria 4680 da Tesla é projetada para veículos elétricos de alto desempenho e grande autonomia, enquanto a Blade Battery da BYD foca em eficiência de custo, segurança e escalabilidade, segundo o estudo. Com a BYD superando recentemente a Tesla em vendas globais de veículos elétricos, a abordagem da empresa focada em baterias e suas vantagens de custo podem impactar duradouramente o setor. No entanto, a tecnologia 4680 da Tesla continua sendo um marco para carros elétricos de alto desempenho, estabelecendo novos padrões em densidade energética e eficiência.

Fonte: RWTH Aachen University

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