Tesla vs. BYD: Wer baut die bessere Batterie?

Der globale Batteriemarkt entwickelt sich schnell, da die Nachfrage steigt und die Preise fallen. Laut dem aktuellen Bericht der Internationalen Energieagentur (IEA) aktueller Bericht, die jährliche Batterienachfrage erreichte im letzten Jahr einen historischen Meilenstein, indem sie mehr als eine Terawattstunde (TWh) überschritt, als Reaktion auf einen Anstieg der Elektroautoverkäufe um 25 % auf 17 Millionen.

Der durchschnittliche Preis eines Batteriepacks für ein batterieunterstütztes Elektroauto lag inzwischen unter 100 $ pro Kilowattstunde. Dieses Niveau wird allgemein als wichtige Schwelle angesehen, um mit traditionellen Modellen kostenmäßig zu konkurrieren. Günstigere Batterierohstoffe, insbesondere Lithium, dessen Preis seit dem Höchststand 2022 um über 85 % gefallen ist, waren ein wichtiger Treiber dafür.

Interessanterweise unterstützen die schnellen Fortschritte in der Batterieindustrie die Preisreduktion. Wie die IEA feststellte, hat die globale Batteriefertigungskapazität schließlich 3 TWh erreicht und wird voraussichtlich in den nächsten fünf Jahren verdreifacht, sofern alle angekündigten Projekte umgesetzt werden.

All diese Trends zeigen, dass die Batterieindustrie eine neue Entwicklungsphase betritt. Aber noch wichtiger ist, dass China derzeit die Batteriefertigung anführt und für drei Viertel aller weltweit verkauften Batterien verantwortlich ist. Die durchschnittlichen Preise in der Region sind ebenfalls viel schneller gesunken, um fast 30 %, was Elektrofahrzeuge in China deutlich wirtschaftlicher macht als ihre derzeitigen Gegenstücke.

Es gibt mehrere Hauptgründe für diesen Preisvorteil, darunter umfangreiche Fertigungsexpertise. China hat über 70 % aller jemals hergestellten Batterien produziert, was zu Giganten wie CATL und BYD geführt hat.

Weitere Gründe sind die Integration der Lieferkette, die schnellere Innovationen und sinkende Fertigungskosten unterstützt, die Priorisierung einer günstigeren Batterietechnologie, d. h. Lithium‑Eisenphosphat (LFP), sowie ein heftiger inländischer Wettbewerb. Während die Preisrückgänge in naher Zukunft abflachen könnten, wird erwartet, dass China mittelfristig weiterhin der größte Batteriefertiger bleibt.

Trotz Chinas Dominanz treten Japan und Korea als wichtige Akteure auf. Diese Länder haben eine begrenzte heimische Batteriefertigung, investieren jedoch stark im Ausland, was koreanischen Unternehmen geholfen hat, fast 400 GWh zu erreichen, verglichen mit Japans 60 GWh.

Europa hingegen kämpft derzeit, da die Produktkosten um 50 % höher sind als in China. Es werden jedoch Anstrengungen unternommen, günstigere LFP‑Batterien zu produzieren. Hier beginnen koreanische Unternehmen, in die Herstellung von LFP‑Batterien zu investieren, doch chinesische Batteriefirmen werden voraussichtlich weiter expandieren.

In den USA haben Steuervergünstigungen für Hersteller die Batteriefertigungskapazität seit 2022 verdoppelt und 2024 über 200 GWh erreicht. Fast 700 GWh zusätzliche Kapazität werden derzeit gebaut. Tesla (TSLA ), der größte US‑Batteriehersteller, hat 2024 rekordverdächtige 31,4 GWh Energiespeicherprodukte eingesetzt, darunter Megapack‑ und Powerwall‑Systeme.

Die Entwicklung heimischer Kapazitäten für die Herstellung von Batteriekomponenten in der Region verläuft jedoch eher langsam, wobei der Großteil der Anoden‑ und Kathodenbedarfe durch Importe gedeckt wird.

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Demontage von Tesla- und BYD-Batterien, um das Beste zu finden

Der globale Batteriemarkt wächst zweifellos schnell, aber die Frage ist, welche der derzeit verfügbaren Batterien bessere Leistung bietet. Nun hat eine neue Studie, finanziell unterstützt vom deutschen Bundesministerium für Bildung und Forschung, versucht, genau das zu beantworten.

Der Fokus der Studie liegt auf BYDs Blade‑Batterie und Teslas 4680‑Batterie, deren innere Strukturen analysiert wurden, um ihr Design und ihre Leistung zu vergleichen. Diese beiden Hersteller dominieren schließlich den EV‑Markt. BYD ist der größte EV‑Hersteller in China, während Tesla in Nordamerika und Europa führend ist.

BYD begann als Batteriezellenhersteller und erlangte weltweit einen bedeutenden Marktanteil für verkaufte BEVs. Tatsächlich übertraf der Gesamtverkauf von BYD‑BEVs im letzten Jahr den von Tesla.

Tesla begann 2022 mit der Produktion von 4680‑zylindrischen Zellen, indem es prismatische Zellen vom chinesischen Giganten CATL bezog. Diese Zellen sind etwa fünfmal größer in Volumen und Kapazität als die vorherigen, was höhere Energiedichten und Kostensenkungen ermöglichte. Das tablose Design reduziert zudem die Produktionskosten.

Dann gibt es BYDs Blade‑Batterien, die ein einzigartiges Zelldesign nutzen, um langlebige Zellen zu niedrigen Kosten und hoher Sicherheit zu produzieren.

Trotz des starken Marktanteils gibt es nur wenige Informationen über das interne Design und die Eigenschaften dieser Batteriezellen. Laut dem leitenden Studienautor Jonas Gorsch, Forscher im Bereich Produktionstechnik von E‑Mobility‑Komponenten an der RWTH Aachen University in Deutschland:

„Es gibt nur sehr begrenzte tiefgehende Daten und Analysen zu modernsten Batterien für Automobilanwendungen.“

Um zu verstehen, wie sie funktionieren und sich vergleichen, hat das Forschungsteam die Batteriepacks zerlegt und ihre Ergebnisse in Cell Reports Physical Science veröffentlicht.¹ Damit soll eine Designrichtlinie für die Entwicklung von Next‑Gen‑Batterien bereitgestellt werden.

Die wichtigsten Ergebnisse zeigten bedeutende Unterschiede in den Designprioritäten von Tesla und BYD. Die Batterien von BYD nutzen kostengünstige Materialien und verfolgen das Ziel der Raumeffizienz. Im Gegensatz dazu konzentrieren sich Teslas Batterien darauf, hohe Energiedichte und Leistung zu bieten.

Am wichtigsten ist, dass die Studie feststellte, dass das Batteriedesign von BYD eine höhere Gesamteffizienz bietet, dank verbesserter thermischer Verwaltung.

Unter anderen wichtigen Erkenntnissen stellte die Studie fest, dass Tesla Laser‑Schweißen für Elektrodenverbindungen verwendet, während BYD Laser‑ und Ultraschall‑Methoden kombiniert. Zudem zeigte die BYD Blade‑Zelle bei gleicher C‑Rate die Hälfte der Energieverluste pro Volumen im Vergleich zur Tesla‑4680‑Zelle.

Laut Gorsch hebt die Studie hervor, dass die Batterien von sowohl Tesla als auch BYD „hochinnovativ“ seien und grundlegend unterschiedliche Designs aufweisen.

„Die Ergebnisse bieten sowohl der Forschung als auch der Industrie einen Benchmark für großformatige Zellendesigns und dienen als Ausgangspunkt für weitere Zellanalysen und Optimierungen“, sagte Gorsch, der glaubt, dass ihre Daten anderen Batterie‑Zell‑Entwicklern helfen können, bessere und fundiertere Entscheidungen hinsichtlich Größe, Format und aktiver Materialien zu treffen.

Dennoch sind weitere Studien erforderlich, um die Auswirkungen verschiedener mechanischer Zell‑Designs auf die Leistung der Elektroden in EV‑Batterien und die Langlebigkeit von BYD‑ und Tesla‑Zellen zu verstehen.

Bewertung, was eine Batterie „besser“ macht

Bei der Batteriedesign‑ und Auswahl für EVs gibt es einen Kompromiss zwischen Faktoren wie Kosten, Energiedichte, Leistungsfähigkeit, Langlebigkeit und Sicherheit.

Verschiedene Zellchemien eignen sich für unterschiedliche Anwendungen. Beispielsweise sind Lithium‑Eisenphosphat‑Batterien (LFP) kostengünstig und bieten Langlebigkeit, was sie für preisgünstige Fahrzeugsegmente ideal macht. Hochnickel‑Chemien wie NMC811 hingegen bieten eine überlegene Energiedichte, was sie für leistungsstärkere und teurere Segmente geeignet macht.

Die Wahl zwischen diesen beiden Chemien hängt vom Fokus ab, ob Leistung, Reichweite oder Kosten im Vordergrund stehen.

Daher vergleicht die Studie, um Daten zu fortschrittlichen Zellen für Automobilanwendungen bereitzustellen, die beiden wichtigsten kommerziellen Lithium‑Ion‑Batterien – die Tesla‑4680‑Zelle, die ein leistungsorientiertes Zelldesign hat, und die BYD‑Blade‑Zelle, die ein kostenorientiertes Zelldesign besitzt.

Die Ingenieure analysierten die Abmessungen und Energiedichten der Zellen, mechanische Designs sowie elektrische und thermische Leistungen der Zellen, die Materialverteilung über jede Zellkomponente und die Materialzusammensetzung ihrer Elektroden. Darüber hinaus konnten sie die Materialkosten und die von den Unternehmen für die Zellassemblierung verwendeten Prozesse ableiten.

Während die Studie die spezifischen Design‑ und Leistungsmerkmale der beiden Batteriezellen untersuchte, erwähnte sie ihr Format als Hauptunterschied zwischen den beiden; die Tesla‑4680‑Zelle ist eine große zylindrische Zelle mit deutlich geringerem Volumen, während BYD ein großes prismatisches Zellformat verwendet, was den Trend zu größeren Zellgrößen und dem Cell‑to‑Pack‑Ansatz verdeutlicht.

Die BYD‑Zelle hat gewindete Seitenteile, die es ermöglichen, die Zell‑zu‑Zelle‑Verbindungen leicht zu lösen. Dies ist nur dank des prismatischen Zellformats möglich. Das Aluminiumgehäuse der Zelle ist zudem mit einer Klebefolie aus Polyethylenterephthalat (PET) isoliert, während das Tesla‑Gehäuse keine direkte Isolation auf Gehäuseebene aufweist.

Laut der Studie verwendet die Blade‑Zelle Lithium‑Eisenphosphat (LFP) als Elektrodenmaterial, was zu einer Energiedichte von 160 Wh/kg und 355,26 Wh/l auf Zellebene führt. Die Tesla‑4680‑Zelle verwendet NMC811 (Nickel, Mangan und Kobalt), was zu einer Energiedichte von 241,01 Wh/kg und 643,3 Wh/l führt.

Das Team stellte außerdem fest, dass beide Unternehmen neuartige Methoden verwenden, um die Elektrodenblätter an Ort und Stelle zu halten, im Gegensatz zu den meisten Herstellern in der Branche.

Die von BYD Blade verwendete Methode beinhaltet einen Elektrodenstapel mit einem neuartigen Verarbeitungsschritt, um die Kanten des Separators zu laminieren. Der Separator liegt zwischen Anode und Kathode. Tesla verwendet ebenfalls einen neuartigen Bindemittel für seine Batterie, eine Substanz, die die aktiven Materialien in den Elektroden zusammenhält. Forscher haben Polyethylenglykol (PEO) und Polyacrylsäure (PAA) als Bindemittel identifiziert.

Auf Zellebene übertrifft die Energiedichte der Tesla‑4680‑Zelle die der BYD‑Blade‑Zelle um das 1,8‑fache volumetrisch und das 1,5‑fache gravimetrisch.

Was die Kosten betrifft, profitiert die größere BYD‑Blade‑Zelle vom Kostenvorteil der LFP‑Batterien und ist bei den aktuellen Preisniveaus um 10 €/kWh günstiger. Laut Studie sind die Kosten des aktiven Anodenmaterials (AAM) pro kWh für BYD höher als bei Tesla, da Tesla ein AAM mit höherer Energiedichte verwendet.

Die Studie hat zudem festgestellt, dass die Batterien erhebliche Unterschiede in der Geschwindigkeit des Ladens oder Entladens im Verhältnis zu ihrer maximalen Kapazität aufweisen.

Obwohl die Batterien von Tesla und BYD sehr unterschiedlich sind, teilen sie auch unerwartete Gemeinsamkeiten. Beide Hersteller verwenden eine ungewöhnliche Methode, um ihre dünnen Elektrodenfolien zu verbinden. Während in der Branche häufig Ultraschall‑Schweißen eingesetzt wird, nutzen sie Laser‑Schweißen.

Außerdem ist der Anteil passiver Zellkomponenten wie Busbars, Gehäuse und Stromabnehmer in beiden Fällen ähnlich, obwohl die BYD‑Zelle viel größer ist als die von Tesla. Beide Zellen verwenden Graphit‑Anoden (ein beliebtes Anodenmaterial für Li‑Ion‑Batterien) ohne SiO₂ (Siliziumdioxid).

„Wir waren überrascht, keinen Siliziumgehalt in den Anoden beider Zellen zu finden, insbesondere nicht in Teslas Zelle, da Silizium in der Forschung weithin als Schlüsselmaterial zur Erhöhung der Energiedichte gilt.“

– Gorsch

Innovatives Unternehmen

QuantumScape

Während Tesla und BYD den Batterietechnologieraum anführen, machen auch andere Akteure beträchtliche Fortschritte.

Dazu gehört QuantumScape (QS ), das für seine Festkörper‑Lithium‑Metall‑Batterietechnologie bekannt ist und schnellere Ladezeiten, höhere Energiedichte und mehr Sicherheit bietet. Sie wird für EVs sowie andere Anwendungen wie Unterhaltungselektronik und stationäre Speicherung entwickelt.

Die Batteriezellen von QuantumScape enthalten nicht die Wirtsmaterialien, die in bestehenden Anoden verwendet werden. Sie werden tatsächlich im entladenen Zustand ohne Anoden hergestellt, was das Gewicht reduziert und die Effizienz verbessert.

Das Unternehmen hat zudem einen einzigartigen keramischen Separator vorgestellt, der bei höheren Leistungsdichten etwa 800 Zyklen bei rund 25 °C einer Dendritenbildung widersteht. Der Separator ist stabiler und sicherer als flüssige Elektrolyte.

QuantumScape hat eine Marktkapitalisierung von 2,08 Milliarden $, wobei die Aktien bei 3,78 $ gehandelt werden, ein Rückgang von 26,6 % in diesem Jahr. Damit liegt das EPS (TTM) bei -0,94 und das KGV (TTM) bei -4,05.

Diese Schwäche in der Kursentwicklung spiegelt breitere Marktstimmungen wider, die von Tarifunsicherheiten geplagt sind. Aber bei QuantumScape gibt es mehr. Das Unternehmen steht seit dem vergangenen Jahr vor Gegenwind, da sich der Batterie‑ und EV‑Markt schnell entwickelt und der Wettbewerb zunimmt. Investoren sind zudem besorgt über die Fähigkeit von QuantumScape, seine Technologie zu kommerzialisieren, und obwohl die Liquidität des Unternehmens stark ist, bleibt abzuwarten, ob sie nachhaltig ist.

QuantumScape beendete 2024 mit einer Liquidität von 910,8 Millionen $, die voraussichtlich bis zur zweiten Hälfte 2028 ausreichen wird.

Ein tieferer Blick in die Finanzdaten: Während die Q1‑2025‑Ergebnisse am 23. April 2025 veröffentlicht werden, meldete das Unternehmen für 2024 einen GAAP‑Verlust von 477,9 Millionen $, gegenüber 445,1 Millionen $ im Jahr 2023, und ein EBITDA‑Verlust von 285 Millionen $. Die Investitionsausgaben betrugen in diesem Zeitraum 62,1 Millionen $.

In einem Brief an die Aktionäre nannte das Unternehmen das Jahr 2024 „ein Wendepunkt“, da es vier zentrale Ziele erreicht habe. Dazu gehören das Versenden von Alpha‑2‑Proben, die Hochlaufphase seines (schnelleren und effizienteren Separator‑Hitzebehandlungs‑Verfahrens) Raptor und die Einführung seiner fortschrittlichen Cobra‑Separator‑Hitzebehandlungs‑Ausrüstung.

Das letzte erreichte Ziel betraf das Produkt: das Debüt der QSE‑5‑Zelle. Das Unternehmen begann mit der Niedrig‑Volumen‑B0‑Musterproduktion der QSE‑5‑Zellen, die einen Betrieb bei niedrigen Temperaturen, 10 C Entladeleistung, Schnellladung in etwas über 12 Minuten und eine Energiedichte von 844 Wh/L bieten.

„Diese Kombination von Leistungsmerkmalen demonstriert den überzeugenden Wert, den unsere Technologieplattform schaffen kann: QSE‑5 stellt eine kompromisslose Festkörperbatterie dar, die in der Branche unübertroffen ist“, betonten CEO Siva Sivaram und CFO Kevin Hettrich im Brief, in dem sie erklärten, dass ihre „Mission darin besteht, die Elektrofahrzeug‑ und Energiespeichermärkte zu revolutionieren.“

Eine weitere bedeutende Entwicklung im letzten Jahr war die Partnerschaft von QuantumScape mit PowerCo, dem Batterieherstellungsunternehmen der Volkswagen Gruppe. Der Fokus dieser Partnerschaft liegt auf der Industrialisierung der QSE‑5‑Technologieplattform für den EV‑Einsatz, mit dem Ziel, die Produktion im Gigawatt‑Stunden‑Maßstab in den eigenen Anlagen von PowerCo zu erreichen.

Für 2025 prognostiziert das Unternehmen Investitionsausgaben im Bereich von 45 Millionen bis 75 Millionen $ und einen bereinigten EBITDA‑Verlust zwischen 250 Millionen und 280 Millionen $. Der Hauptfokus liegt dabei darauf, die Technologieplattform fertig zu machen, um schließlich die Festkörper‑Lithium‑Metall‑Technologie auf den Markt zu bringen.

Zu den wichtigsten Zielen von QuantumScape für dieses Jahr gehört die Einführung von Cobra in die Serienproduktion, sobald der gesamte Produktionsfluss etabliert ist und ausreichende Qualität und Ausbeute erreicht wurden. Das Unternehmen strebt zudem an, die höher‑volumige QSE‑5‑B1‑Musterproduktion in Zusammenarbeit mit PowerCo zu realisieren.

Sobald beide höher‑volumigen Separator‑ und Zellproduktionsanlagen installiert sind, besteht der nächste Schritt darin, QSE‑5‑B1‑Muster an Kunden zum Testen zu versenden, wobei QuantumScape 2026 anstrebt.

Ein weiterer Schwerpunkt in diesem Jahr wird die Erweiterung der kommerziellen (Lizenz‑)Partnerschaften sein, die bereits begonnen haben, wobei QuantumScape aktiv Gespräche mit zwei Automobil‑OEMs führt.

„Die Umsetzung dieser Ziele wird unsere Position als globaler Marktführer für Festkörperbatterien weiter festigen“, erklärte das Unternehmen, und damit kommen sie einen weiteren Schritt näher, das langfristige Ziel zu erreichen, ihre Next‑Gen‑Batterietechnologie zu industrialisieren, die Energiespeicherung zu revolutionieren und außergewöhnlichen Mehrwert für die Aktionäre zu schaffen.

Fazit

Batterien sind entscheidend für die anhaltende Revolution der Elektrofahrzeuge, die weltweit stattfindet. Und während der EV‑Markt zusammen mit dem wachsenden Trend zur Elektrifizierung und Energiespeicherung für die Integration erneuerbarer Energien wächst, wird die Rolle der Batterien im Laufe der Zeit weiter zunehmen.

Derzeit sind BYDs Blade‑ und Teslas 4680‑Batterien die führenden Produkte auf dem Markt, aber es ist wenig über ihre internen Mechaniken bekannt. Die neueste Studie bietet daher einen seltenen Einblick in das Design und die Leistung dieser Spitzen‑Batterietechnologien und zeigt, wie die beiden führenden Unternehmen dasselbe Problem unterschiedlich angehen.

Bemerkenswert ist, dass sie offenlegt, dass BYD den Fokus auf Kosten und Effizienz legt, während Tesla die Leistung betont. Die Enthüllung innovativer, aber divergierender Philosophien dieser Batteriedesigns hat das Potenzial, Herstellern und Entwicklern von Next‑Gen‑Batterien auf bedeutende Weise zu helfen.

Die geteilten Erkenntnisse können zu besseren Batterien führen, die günstiger, sicherer und langlebiger sind. Während sich die Batterietechnologie weiterentwickelt, werden wir die Entwicklung von hochmodernen Zellen sehen, die höhere Effizienz und Skalierbarkeit bieten. Dies wird wiederum die Zukunft der EVs besser und fortschrittlicher machen.

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Studienreferenzen:

1. ​Gorsch, J., Schneiders, J., Frieges, M., Kampker, A., Muñoz Castro, M., & Siebecke, E. (2025). Vergleich einer BYD Blade‑prismatischen Zelle und einer Tesla‑4680‑zylindrischen Zelle anhand einer Demontageanalyse von Design und Leistung. Cell Reports Physical Science, 6(3), 102453. https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2025.102453