النقل
تسلا مقابل BYD: من يصنع البطارية الأفضل؟
سوق البطاريات العالمي يتقدم بسرعة مع ارتفاع الطلب وانخفاض الأسعار. وفقًا لتقرير الوكالة الدولية للطاقة (IEA) الأخير، وصل الطلب السنوي على البطاريات إلى علامة تاريخية العام الماضي حيث تجاوز تيرواط-ساعة واحدة (TWh) استجابةً لزيادة بنسبة 25٪ في مبيعات السيارات الكهربائية إلى 17 مليون.
متوسط سعر حزمة البطارية للسيارة الكهربائية التي تعمل بالبطارية، في الوقت نفسه، انخفض إلى أقل من 100 دولار لكل كيلوواط-ساعة. يُنظر إلى هذا المستوى عادةً كحد أساسي للتنافس في التكلفة مع النماذج التقليدية. كانت المعادن الرخيصة للبطاريات، خاصة أسعار الليثيوم التي انخفضت بأكثر من 85٪ من ذروتها في 2022، دافعًا مهمًا لهذا.
ومن المثير للاهتمام أن التقدم السريع في صناعة البطاريات يدعم خفض الأسعار. كما أشارت الوكالة الدولية للطاقة، وصل طاقة تصنيع البطاريات العالمية أخيرًا إلى 3 تيرواط-ساعة ومن المتوقع أن تتضاعف ثلاث مرات خلال السنوات الخمس القادمة، بشرط بناء جميع المشاريع المعلنة.
كل ما تشير إليه هذه الاتجاهات هو أن صناعة البطاريات تدخل مرحلة جديدة من تطورها. ولكن الأهم من ذلك، تتصدر الصين حاليًا إنتاج البطاريات، حيث تمثل ثلاثة أرباع جميع البطاريات المباعة عالميًا. كما انخفضت الأسعار المتوسطة في المنطقة بسرعة أكبر، بنحو 30٪ تقريبًا، مما جعل السيارات الكهربائية في الصين أكثر اقتصادًا بكثير من نظيراتها الحالية.
هناك عدة أسباب رئيسية لهذه الميزة السعرية، بما في ذلك الخبرة الواسعة في التصنيع. فقد أنتجت الصين أكثر من 70٪ من جميع البطاريات التي تم إنتاجها على الإطلاق، مما أدى إلى ظهور عمالقة مثل CATL و BYD.
تشمل الأسباب الأخرى تكامل سلسلة الإمداد الذي يدعم الابتكار الأسرع وانخفاض تكاليف التصنيع، مع التركيز على كيمياء بطاريات أرخص أي أي أي، أي ليثيوم-حديد-فوسفات (LFP)، والمنافسة الشديدة داخل السوق المحلي. بينما قد تتباطأ انخفاض الأسعار في المستقبل القريب، من المتوقع أن تظل الصين أكبر مصنع للبطاريات على المدى المتوسط.
على الرغم من هيمنة الصين، فإن اليابان وكوريا تظهران كلاعبين رئيسيين. تمتلك هذه الدول إنتاجًا محليًا محدودًا للبطاريات لكنها تقوم باستثمارات كبيرة في الخارج ساعدت الشركات الكورية على تحقيق ما يقرب من 400 جيجاواط-ساعة (GWh) مقارنةً بـ 60 جيجاواط-ساعة لليابان.
من ناحية أخرى، تكافح أوروبا بسبب تكاليف المنتجات التي تكون أعلى بنسبة 50٪ مقارنةً بالصين. ومع ذلك، تُبذل جهود لإنتاج بطاريات LFP أرخص. هنا، تبدأ الشركات الكورية بالاستثمار في تصنيع بطاريات LFP لكن من المرجح أن تستمر الشركات الصينية في التوسع.
في الولايات المتحدة، ساعدت الاعتمادات الضريبية للمنتجين على مضاعفة قدرة تصنيع البطاريات منذ 2022، لتصل إلى أكثر من 200 جيجاواط-ساعة في 2024. ما يقرب من 700 جيجاواط-ساعة من السعة الإضافية قيد الإنشاء حاليًا. Tesla (TSLA )، أكبر مصنع للبطاريات في الولايات المتحدة، نشر 31.4 جيجاواط-ساعة من منتجات تخزين الطاقة في 2024، بما في ذلك أنظمة Megapack و Powerwall.
مع ذلك، فإن تطوير القدرة المحلية لتصنيع مكونات البطاريات في المنطقة يتقدم ببطء، حيث يتم تلبية معظم طلب الأنود والكاثود عن طريق الواردات.
انقر هنا لتعرف كيف تتسابق شركات تصنيع البطاريات لتلبية الطلب المستقبلي.
تفكيك بطاريات تسلا و BYD للعثور على الأفضل
سوق البطاريات العالمية ينمو بالتأكيد بسرعة، لكن السؤال هو أي من البطاريات المتاحة حاليًا تقدم أداءً أفضل. حسنًا، حاولت دراسة جديدة مدعومة ماليًا من وزارة التعليم والبحث الألمانية الإجابة على ذلك.
تركز الدراسة على بطارية Blade من BYD وبطارية 4680 من تسلا، حيث تم تحليل هياكلهما الداخلية للمقارنة بين التصميم والأداء. هذان المصنعان، بعد كل شيء، يهيمنان على سوق السيارات الكهربائية. تُعد BYD أكبر منتج للسيارات الكهربائية في الصين بينما تتصدر تسلا السوق في أمريكا الشمالية وأوروبا.
بدأت BYD كشركة تصنيع خلايا البطاريات واكتسبت حصة سوقية كبيرة من السيارات الكهربائية المباعة عالميًا. في الواقع، تجاوزت مبيعات BYD للسيارات الكهربائية المدمجة مبيعات تسلا العام الماضي.
بدأت تسلا في إنتاج خلايا أسطوانية 4680 في عام 2022 من خلال الحصول على خلايا منشورية من عملاق الصين CATL. هذه الخلايا أكبر بحجمها وسعتها حوالي خمس مرات من الخلايا السابقة، مما سمح بزيادة كثافة الطاقة وخفض التكاليف. كما أن تصميمها بدون ألسنة يقلل من تكاليف الإنتاج.
ثم هناك بطاريات Blade من BYD، التي تستخدم تصميم خلية فريد لإنتاج خلايا طويلة الأمد بتكلفة منخفضة وأمان عالي.
على الرغم من حصتها السوقية القوية، إلا أن المعلومات المتاحة حول التصميم الداخلي وخصائص هذه الخلايا البطارية قليلة. وفقًا للمؤلف الرئيسي للدراسة، جوناس غورش، باحث في هندسة الإنتاج لمكونات التنقل الكهربائي في جامعة RWTH آخن بألمانيا:
“هناك بيانات وتحليلات متعمقة محدودة للغاية متاحة حول البطاريات المتطورة لتطبيقات السيارات.”
لفهم كيفية عملهما ومقارنتهما، فكك فريق البحث حزم البطاريات ونشر نتائجه في النتائج في Cell Reports Physical Science.1 الهدف من ذلك هو تقديم إرشادات تصميم لتطوير البطاريات الجيلية القادمة.
كشفت النتائج الرئيسية عن اختلافات هامة في أولويات التصميم بين تسلا و BYD. تستخدم بطاريات BYD موادًا منخفضة التكلفة وتتابع هدف الكفاءة في استغلال المساحة. في المقابل، تركز بطاريات تسلا على توفير كثافة طاقة عالية وأداء متميز.
الأهم من ذلك، وجدت الدراسة أن تصميم بطارية BYD يقدم كفاءة إجمالية أكبر بفضل تحسين إدارة الحرارة.
من بين النتائج الرئيسية الأخرى، لاحظت الدراسة أن تسلا تستخدم اللحام بالليزر لتوصيلات الأقطاب، بينما تجمع BYD بين الليزر والطريقة فوق الصوتية. علاوة على ذلك، أظهر خلية Blade من BYD نصف خسائر الطاقة لكل حجم مقارنةً بخلية تسلا 4680 عند نفس معدل الشحن C.
وفقًا لغورش، تسلط الدراسة الضوء على أن بطاريات كل من تسلا و BYD تمثل تصميمين “مبتكرين للغاية” ومختلفين “جذريًا” عن بعضهما.
“توفر النتائج معيارًا للبحث والصناعة لتصميم خلايا كبيرة الشكل، وتعمل كأساس لمزيد من تحليل الخلايا وتحسينها”، قال غورش، الذي يعتقد أن بياناتهم يمكن أن تساعد مطوري خلايا البطاريات الآخرين على اتخاذ قرارات أفضل وأكثر استنارة عند اختيار الحجم والشكل والمواد النشطة.
مع ذلك، لا تزال هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لفهم تأثير تصاميم الخلايا الميكانيكية المختلفة على أداء الأقطاب في بطاريات السيارات الكهربائية وطول عمر خلايا BYD وتيسلا.
تقييم ما يجعل البطارية “أفضل”
عند اختيار وتصميم بطاريات للسيارات الكهربائية، هناك مقايضة بين عوامل مثل التكلفة، كثافة الطاقة، قدرة القدرة، المتانة، والسلامة.
الآن، تناسب كيمياءات الخلايا المختلفة تطبيقات مختلفة. على سبيل المثال، بطاريات ليثيوم-حديد-فوسفات (LFP) اقتصادية وتوفر متانة، مما يجعلها مثالية للفئات ذات الأسعار المعقولة. في المقابل، توفر كيمياءات النيكل العالية مثل NMC811 كثافة طاقة أعلى، مما يجعلها مناسبة للفئات ذات الأداء العالي والأسعار المرتفعة.
يعتمد الاختيار بين هاتين الكيميائتين على التركيز، سواء كان الأداء أو المدى أو التكلفة.
لذلك، بهدف توفير بيانات حول الخلايا المتقدمة المستخدمة في التطبيقات السياراتية، تقارن الدراسة بين بطاريتين ليثيوم-أيون تجاريتين رئيسيتين — خلية تسلا 4680، التي تتميز بتصميم خلية موجه للأداء، وخلية BYD Blade، التي تركز على التكلفة.
حلل المهندسون أبعاد وكثافات الطاقة للخلايا، وتصاميمها الميكانيكية بالإضافة إلى الأداء الكهربائي والحراري للخلايا، وتوزيع المواد عبر كل مكوّن من مكوّنات الخلية، وتركيبة المواد في أقطابها. علاوة على ذلك، تمكنوا من استنتاج تكاليف المواد المستخدمة والعمليات التي تستخدمها الشركات لتجميع الخلايا.
أثناء دراسة ميزات التصميم والأداء الخاصة بالخليةين، أشارت الدراسة إلى أن الشكل هو الاختلاف الرئيسي بينهما؛ خلية تسلا 4680 هي خلية أسطوانية كبيرة بحجم حجم أقل بكثير، بينما تستخدم BYD تنسيق خلية منشورية كبير، مما يوضح اتجاه زيادة أحجام الخلايا ونهج الخلية إلى الحزمة.
تحتوي خلية BYD على أطراف جانبية مسننة، مما يسمح بفصل وصلات الخلية بسهولة. وهذا ممكن فقط بفضل تنسيق الخلية المنشورية. كما أن غلاف الألمنيوم للخلية معزول بغطاء بولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) لاصق، بينما لا تملك تسلا عزلًا مباشرًا على مستوى غلاف الخلية.
وفقًا للدراسة، تستخدم خلية Blade مادة ليثيوم-حديد-فوسفات (LFP) كمواد أقطاب، مما ينتج كثافة طاقة تبلغ 160 واط·ساعة/كغ و355.26 واط·ساعة/لتر على مستوى الخلية. تستخدم خلية تسلا 4680 مادة NMC811 (نيكل، مانغنيز، وكوبالت)، مما ينتج كثافة طاقة تبلغ 241.01 واط·ساعة/كغ و643.3 واط·ساعة/لتر.
اكتشف الفريق أيضًا أنه للحفاظ على ألواح الأقطاب في مكانها، تستخدم كلتا الشركتين طرقًا جديدة مقارنةً بما يستخدمه معظم المصنعين في الصناعة.
الطريقة التي تستخدمها خلية Blade من BYD تشمل مجموعة أقطاب مع خطوة معالجة جديدة لتلصيق حواف الفاصل. الفاصل يقع بين الأنود والكاثود. تستخدم تسلا أيضًا مادة ربط جديدة لبطاريتها، وهي مادة تُحافظ على المواد النشطة في الأقطاب معًا. حدد الباحثون بولي إيثيلين أكسيد (PEO) وحمض بولي أكريليك (PAA) كمواد ربط.
على مستوى الخلية، تتفوق كثافة الطاقة لخلية تسلا 4680 على خلية Blade من BYD بفارق 1.8× حجميًا و1.5× وزنًا.
فيما يتعلق بالتكلفة، تستفيد خلية Blade الأكبر من BYD من ميزة تكلفة بطاريات LFP، حيث تكون أرخص بـ 10 يورو/كواط-ساعة وفقًا لمستويات الأسعار الحالية. وفقًا للدراسة، تكلفة مادة الأنود النشطة (AAM) لكل كواط-ساعة لـ BYD أعلى من تسلا، حيث تستخدم تسلا مادة AAM ذات كثافة طاقة أعلى.
كما وجدت الدراسة أن للبطاريات اختلافات ملحوظة في سرعة شحن أو تفريغ البطارية بالنسبة لسعتها القصوى.
بينما تختلف بطاريات تسلا و BYD كثيرًا، فإنهما تشتركان أيضًا في تشابهات غير متوقعة. يستخدم كلا المصنعين طريقة غير تقليدية لتوصيل أوراق الأقطاب الرقيقة. بينما يستخدم الكثيرون في الصناعة اللحام فوق الصوتي، فإنهما يستخدمان اللحام بالليزر.
أيضًا، نسبة المكونات السلبية للخلية مثل القضبان الناقلة، الغلاف، وجمع التيار متشابهة في الحالتين رغم أن خلية BYD أكبر بكثير من خلية تسلا. تستخدم كلتا الخليتين أقطاب من الجرافيت (مادة شائعة للأنود في بطاريات الليثيوم-أيون) دون سيليكا (ثاني أكسيد السيليكون).
“تفاجأنا بعدم وجود سيليكون في أقطاب أي من الخليتين، خاصة في خلية تسلا، حيث يُعتبر السيليكون مادة رئيسية في الأبحاث لزيادة كثافة الطاقة.”
– غورش
شركة مبتكرة
QuantumScape (QS )
بينما تتصدر تسلا و BYD مجال تكنولوجيا البطاريات، يحقق لاعبون آخرون أيضًا تقدمًا ملحوظًا.
يشمل ذلك QuantumScape، المعروف بتقنيته للبطاريات الصلبة من الليثيوم-المعدن، التي توفر شحنًا أسرع، كثافة طاقة أعلى، ومزيدًا من الأمان. يتم تطويرها للسيارات الكهربائية وتطبيقات أخرى مثل الإلكترونيات الاستهلاكية والتخزين الثابت.
لا تحتوي خلايا بطارية QuantumScape على المواد المضيفة المستخدمة في الأنودات الحالية. فهي تُصنع فعليًا دون أي أنود في الحالة غير المشحونة، مما يقلل الوزن ويحسن الكفاءة.
قدمت الشركة أيضًا فاصلًا خزفيًا فريدًا قادرًا على مقاومة تكوين الشُعبات عند كثافات طاقة أعلى لمدة حوالي 800 دورة عند حوالي 25 درجة مئوية. الفاصل أكثر استقرارًا وأمانًا من الكهارل السائلة.
تبلغ قيمة سوق QuantumScape 2.08 مليار دولار، وتُتداول أسهمها عند 3.78 دولار، بانخفاض 26.6٪ حتى الآن هذا العام. وتبلغ ربحية السهم (TTM) -0.94 ومضاعف السعر إلى الأرباح (TTM) -4.05.
يعكس هذا الضعف في أداء السعر مشاعر أوسع في سوق الأسهم التي تعاني من عدم اليقين بشأن التعريفات. لكن مع QuantumScape، هناك المزيد. تواجه الشركة صعوبات خلال العام الماضي مع تطور سوق البطاريات والسيارات الكهربائية بسرعة متزايدة وتزايد المنافسة. كما يقلق المستثمرون بشأن قدرة QuantumScape على تجاريّتها، وعلى الرغم من أن موقف الشركة النقدي قوي، إلا أنه لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت ستستمر في ذلك.
أنهى QuantumScape عام 2024 بسيولة قدرها 910.8 مليون دولار، من المتوقع أن تستمر حتى النصف الثاني من عام 2028.
(QS )
الآن، نظرة أعمق على بياناتها المالية؛ بينما ستُصدر نتائج الربع الأول من 2025 في 23 أبريل 2025، أبلغت الشركة عن خسارة صافية وفقًا لمبادئ المحاسبة المقبولة عمومًا (GAAP) قدرها 477.9 مليون دولار للعام 2024، بزيادة عن 445.1 مليون دولار في 2023، وكانت خسارة EBITDA 285 مليون دولار. بلغت نفقاتها الرأسمالية 62.1 مليون دولار خلال هذه الفترة.
في رسالة إلى المساهمين، وصفت الشركة عام 2024 بأنه “عام محوري”، حيث حققت أربعة أهداف رئيسية. شمل ذلك شحن عينات Alpha-2، وتوسيع عملية (معالجة حرارة الفاصل الأسرع والأكثر كفاءة) Raptor، وإصدار معدات معالجة حرارة الفاصل المتقدمة Cobra.
الهدف الأخير الذي تم تحقيقه كان على صعيد المنتج، وهو إطلاق خلية QSE-5. بدأت الشركة إنتاج عينات B0 منخفضة الحجم لخلية QSE-5 التي تتميز بعملية تشغيل منخفضة الحرارة، قدرة تفريغ 10C، شحن سريع في أكثر من 12 دقيقة، وكثافة طاقة تبلغ 844 واط/لتر.
“هذه المجموعة من ميزات الأداء تُظهر القيمة الجذابة لمنصتنا التقنية: تمثل QSE-5 بطارية صلبة لا تقبل المساومة لا مثيل لها في الصناعة”، أشار الرئيس التنفيذي سيفا سيفارام والمدير المالي كيفن هيتريتش في الرسالة، التي تقول إن “مهمتنا هي إحداث ثورة في صناعات السيارات الكهربائية وتخزين الطاقة.”
تطور رئيسي آخر تم العام الماضي هو شراكة QuantumScape مع PowerCo، شركة تصنيع البطاريات التابعة لمجموعة فولكس فاجن. يركز هذا التعاون على تصنيعية منصة تقنية QSE-5 للاستخدام في السيارات الكهربائية، مع هدف الوصول إلى إنتاج على نطاق جيجاواط-ساعة (GWh) في مرافق PowerCo.
الآن، بالنسبة لعام 2025، تتوقع الشركة أن تكون نفقاتها الرأسمالية في نطاق 45 إلى 75 مليون دولار، وأن يكون خسارة EBITDA المعدلة بين 250 إلى 280 مليون دولار. يتركز تركيزها الرئيسي هذا العام على تجهيز منصة التقنية لتقديم تكنولوجيا الليثيوم-المعدن الصلبة إلى السوق.
تشمل الأهداف الرئيسية لـ QuantumScape لهذا العام إدخال Cobra إلى الإنتاج الأساسي، وهو ما سيحدث بمجرد وضع تدفق الإنتاج الكامل وتحقيق جودة وإنتاجية كافية. كما تهدف الشركة إلى تحقيق إنتاج عينات B1 لخلية QSE-5 بحجم أعلى بالتعاون مع PowerCo.
بمجرد تركيب معدات إنتاج الفواصل والخلايا ذات الحجم الأكبر، ستكون الخطوة التالية شحن عينات QSE-5 B1 إلى العملاء للاختبار، وتستهدف QuantumScape ذلك للعام 2026.
سيركز الجهد الرئيسي هذا العام أيضًا على توسيع شراكاته التجارية (الترخيصية)، والتي بدأت بالفعل في التبلور مع QuantumScape في مناقشات نشطة مع شركتين صانعتين للسيارات.
“سيساهم تنفيذ هذه الأهداف في تعزيز مكانتنا كقائد عالمي في البطاريات الصلبة”، صرحت الشركة، ومع ذلك، سيقربهم ذلك خطوة أخرى من تحقيق الهدف الطويل الأمد لتصنيع تقنيتها الجيلية القادمة، وإحداث ثورة في تخزين الطاقة، وتوفير قيمة استثنائية للمساهمين.
الخلاصة
تعد البطاريات مفتاحًا للثورة المستمرة في السيارات الكهربائية التي تجري في جميع أنحاء العالم. ومع نمو سوق السيارات الكهربائية جنبًا إلى جنب مع الاتجاه المتصاعد للتكهرب وتخزين الطاقة لتكامل الطاقة المتجددة، سيزداد دور البطاريات مع مرور الوقت.
حاليًا، تُعد بطارية Blade من BYD و 4680 من تسلا هما الرائدتان في السوق، لكن القليل معروف عن آلياتهما الداخلية. لذا، تقدم الدراسة الأخيرة نظرة نادرة على تصميم وأداء هذه التقنية البطارية المتقدمة، وكيف يتعامل الشركتان الرائدتان مع المشكلة نفسها بطرق مختلفة.
ومن الجدير بالذكر، تكشف الدراسة أن تركيز BYD هو على التكلفة والكفاءة بينما تركز تسلا على الأداء. إن الكشف عن الفلسفات المبتكرة والمتباينة لتصميم هذه البطاريات لديه القدرة على مساعدة المصنعين ومطوري البطاريات الجيلية القادمة بطريقة ذات معنى.
يمكن أن تؤدي الأفكار المشتركة إلى بطاريات أفضل تكون أرخص، أكثر أمانًا، وتدوم لفترة أطول. مع تطور تقنية البطاريات، سنشهد تطوير خلايا متطورة تقدم كفاءة أعلى وقابلية توسيع أكبر. وهذا بدوره سيدفع مستقبل السيارات الكهربائية إلى أن تكون أفضل وأكثر تقدمًا.
انقر هنا للحصول على قائمة بأفضل أسهم البطاريات.
الدراسات المشار إليها:
1. Gorsch, J., Schneiders, J., Frieges, M., Kampker, A., Muñoz Castro, M., & Siebecke, E. (2025). Contrasting a BYD Blade prismatic cell and Tesla 4680 cylindrical cell with a teardown analysis of design and performance. Cell Reports Physical Science, 6(3), 102453. https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2025.102453
