Tesla-Akkus haben überraschend hohe Verluste durch Wärme

Ein Forscherteam der RWTH Aachen hat Akkus der beiden E-Auto-Marktführer Tesla und BYD auseinandergenommen. Dabei wurden einige erstaunliche Unterschiede festgestellt, die am Donnerstag im Fachjournals Cell Reports Physical Science publiziert wurden. 

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Besonders bemerkenswert ist, dass Teslas High-Performance-Zelle überraschend hohe Wärmeverluste aufweist, die deutlich über denen der BYD-Zelle liegt. Das heißt gleichzeitig aber nicht, dass die Tesla-Batterie schlechter sei, wie das Team dezidiert betont. Denn der Vorteil der Tesla-Zelle liege wiederum darin, dass sie weniger Produktionsschritte benötigt.

Weniger Zellen bei BYD

Im Gegenzug dazu werden bei BYD in die komplette Batterie weniger Zellen eingebaut. Zudem punktet die BYD-Zelle mit verbesserter Lebensdauer und geringeren Kosten, was hauptsächlich auf die Verwendung von Lithium-Eisenphosphat (LFP) als Kathodenmaterial zurückzuführen ist.

Jens Tübke vom Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie erklärt: "Im vorliegenden Paper wird also ein kostenorientiertes Zellendesign (BYD Blade-Zelle) mit einem leistungsorientierten Zellendesign (Tesla 4680-Zelle) verglichen und wertvolle Einblicke in die jeweiligen Vorteile und Kompromisse gegeben."

Schlecht bei Hitze trotz Tabless

Dass Tesla-Akkus mit der Wärme nicht gut umgehen können, ist überraschend, weil diese eigentlich in einem speziellen Design gebaut sind, das genau dieses Problem reduzieren soll. Bei konventionellen Lithium-Ionen-Akkus sind Anode und Kathode mit einer „Lasche“ (Tab) mit dem Batteriedeckel verbunden. 

Diese Engstelle kann zu erhöhtem Widerstand und dadurch Wärmeentwicklung führen. Durch Teslas "Tabless Design" kann dieses Problem umgangen werden, indem der gesamte horizontale Kantenbereich der Elektrode zur Kontaktierung genutzt wird.

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Die Studie zeigt, dass die Tesla-Zelle trotz dieses "Tabless"-Designs nicht das volle Potenzial ausschöpft. Christoph Neef vom Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung sagt dazu: "Dies zeigt, dass die Tesla-Ingenieure in dieser ersten Version noch nicht das volle Potenzial aus der Zelle herausholen konnten."

Wertvolle Teardowns

Cristina Grosu von der Technischen Universität München betont die Bedeutung solcher Analysen: "Teardown-Analysen sind aus Forschung-und-Entwicklung-Sicht wertvoll, da die Unternehmen oft nicht transparent sind, was die Kluft zwischen Grundlagenforschung und serienreifen Produkten vergrößert."