Tesla vs. BYD: chi costruisce la batteria migliore?

Il mercato globale delle batterie sta avanzando rapidamente con l’aumento della domanda e la diminuzione dei prezzi. Secondo l’International Energy Agency (IEA) rapporto recente, la domanda annuale di batterie ha raggiunto un traguardo storico lo scorso anno, superando un terawattora (TWh) in risposta a un aumento del 25% delle vendite di auto elettriche, pari a 17 milioni.

Nel frattempo, il prezzo medio di un pacco batteria per un’auto elettrica è sceso sotto i 100 $ per kilowattora. Questo livello è generalmente considerato una soglia chiave per competere sui costi con i modelli tradizionali. I minerali per batterie più economici, in particolare i prezzi del litio, che sono diminuiti di oltre l’85 % rispetto al picco del 2022, sono stati un importante motore di questo trend.

Curiosamente, i rapidi progressi nell’industria delle batterie stanno sostenendo la riduzione dei prezzi. Come ha osservato l’IEA, la capacità globale di produzione di batterie ha finalmente raggiunto i 3 TWh e si prevede che triplicherà nei prossimi cinque anni, a condizione che tutti i progetti annunciati vengano realizzati.

Tutte queste tendenze indicano che l’industria delle batterie sta entrando in una nuova fase del suo sviluppo. Ma, soprattutto, la Cina è attualmente leader nella produzione di batterie, rappresentando tre quarti di tutte le batterie vendute a livello globale. I prezzi medi nella regione sono diminuiti molto più rapidamente, di quasi il 30 %, rendendo le auto elettriche in Cina molto più economiche rispetto ai loro omologhi attuali.

Ci sono diverse ragioni chiave per questo vantaggio di prezzo, tra cui una vasta esperienza manifatturiera. La Cina ha prodotto oltre il 70 % di tutte le batterie mai realizzate, il che ha dato origine a giganti come CATL e BYD.

Altre ragioni sono l’integrazione della catena di approvvigionamento che supporta un’innovazione più rapida e una diminuzione dei costi di produzione, la priorità a chimiche di batteria più economiche, ad esempio fosfato di ferro e litio (LFP), e una forte concorrenza interna. Sebbene la diminuzione dei prezzi possa rallentare nel prossimo futuro, si prevede che la Cina rimanga comunque il più grande produttore di batterie nel medio termine.

Nonostante il dominio della Cina, Giappone e Corea stanno emergendo come attori principali. Questi paesi hanno una produzione domestica di batterie limitata, ma stanno effettuando investimenti significativi all’estero, che hanno permesso alle aziende coreane di raggiungere quasi 400 GWh rispetto ai 60 GWh del Giappone.

L’Europa, d’altra parte, sta attualmente faticando a causa dei costi dei prodotti che sono il 50 % più alti rispetto a quelli della Cina. Tuttavia, si stanno facendo sforzi per produrre batterie LFP più economiche. Qui, le aziende coreane stanno iniziando a investire nella produzione di batterie LFP, ma i produttori cinesi di batterie probabilmente continueranno ad espandersi.

Negli Stati Uniti, nel frattempo, i crediti fiscali per i produttori hanno contribuito a raddoppiare la capacità di produzione di batterie dal 2022, raggiungendo oltre 200 GWh nel 2024. Quasi 700 GWh di capacità aggiuntiva sono attualmente in costruzione. Tesla (TSLA ), il più grande produttore di batterie negli Stati Uniti, ha distribuito un record di 31,4 GWh di prodotti di accumulo energetico nel 2024, inclusi i sistemi Megapack e Powerwall.

Lo sviluppo della capacità domestica per la produzione di componenti delle batterie nella regione, tuttavia, è progredito piuttosto lentamente, con la maggior parte della domanda di anodi e catodi soddisfatta dalle importazioni.

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Smontare le batterie di Tesla e BYD per trovare la migliore

Il mercato globale delle batterie sta certamente crescendo a ritmo veloce, ma la domanda è quale delle batterie attualmente disponibili offra prestazioni migliori. Bene, un nuovo studio finanziato dal Ministero federale tedesco dell’Istruzione e della Ricerca ha cercato di rispondere proprio a questa domanda.

Lo studio si concentra sulla batteria Blade di BYD e sulla batteria 4680 di Tesla, le cui strutture interne sono state analizzate per confrontare il loro design e le loro prestazioni. Questi due produttori, dopotutto, dominano il mercato dei veicoli elettrici. BYD è il principale produttore di veicoli elettrici in Cina, mentre Tesla è leader in Nord America ed Europa. 

BYD è iniziata come produttore di celle per batterie e ha guadagnato una quota di mercato significativa per le BEV vendute a livello globale. Infatti, le vendite totali di BEV di BYD hanno superato quelle di Tesla lo scorso anno. 

Tesla ha iniziato a produrre celle cilindriche 4680 nel 2022 approvvigionandosi di celle prismatiche dal gigante cinese CATL. Queste celle sono circa cinque volte più grandi in volume e capacità rispetto alle precedenti, consentendo densità energetiche più elevate e riduzioni dei costi. Il suo design senza tabulatore riduce ulteriormente i costi di produzione.

Poi ci sono le batterie Blade di BYD, che utilizzano un design di cella unico per produrre celle a lunga durata a basso costo e alta sicurezza.

Nonostante abbia conquistato una forte quota di mercato, ci sono poche informazioni disponibili sul design interno e le proprietà di queste celle di batteria. Secondo l’autore principale dello studio, Jonas Gorsch, ricercatore presso Production Engineering of E-Mobility Components della RWTH Aachen University in Germania:

“Sono disponibili dati e analisi molto limitati e approfonditi sulle batterie all’avanguardia per le applicazioni automobilistiche.” 

Per capire come funzionano e confrontarle, il team di ricerca ha smontato i pacchi batteria e ha pubblicato i propri risultati su risultati su Cell Reports Physical Science.¹ Con questo, l’obiettivo è fornire linee guida di design per lo sviluppo di batterie di nuova generazione.

I risultati chiave hanno rivelato importanti differenze nelle priorità di design di Tesla e BYD. Le batterie di BYD utilizzano materiali a basso costo e seguono l’obiettivo di efficienza spaziale. Al contrario, l’obiettivo delle batterie Tesla è fornire alta densità energetica e prestazioni.

Soprattutto, lo studio ha scoperto che il design della batteria BYD offre una maggiore efficienza complessiva grazie a una migliore gestione termica.

Tra gli altri risultati chiave, lo studio ha osservato che Tesla utilizza la saldatura laser per le connessioni degli elettrodi, mentre BYD combina metodi laser e ultrasonici. Inoltre, la cella Blade di BYD ha mostrato metà delle perdite energetiche per volume rispetto alla cella Tesla 4680 allo stesso C-rate. 

Secondo Gorsch, lo studio evidenzia che le batterie di Tesla e BYD sono due design “altamente innovativi” che sono “fondamentalmente diversi” tra loro. 

“I risultati forniscono sia alla ricerca che all’industria un benchmark per i design di celle di grande formato, fungendo da base per ulteriori analisi e ottimizzazioni delle celle,” ha dichiarato Gorsch, che crede che i loro dati possano aiutare altri sviluppatori di celle batteria a fare scelte migliori e più informate quando decidono su dimensioni, formato e materiali attivi.

Tuttavia, sono necessari ulteriori studi per comprendere l’effetto dei diversi design meccanici delle celle sulle prestazioni degli elettrodi nelle batterie EV e sulla longevità delle celle BYD e Tesla.

Valutare cosa rende una batteria “migliore”

Quando si tratta di progettare e selezionare batterie per i veicoli elettrici, esiste un compromesso tra fattori come costo, densità energetica, capacità di potenza, longevità e sicurezza.

Ora, diverse chimiche di celle si adattano a differenti applicazioni. Ad esempio, le batterie al fosfato di ferro e litio (LFP) sono economiche e offrono longevità, rendendole ideali per segmenti di veicoli a prezzi accessibili. Le chimiche ad alto contenuto di nichel come NMC811, al contrario, forniscono una densità energetica superiore, rendendole adatte a segmenti di prestazioni più elevate e di costo più alto.

Scegliere tra queste due chimiche dipende dall’obiettivo, che sia prestazioni, autonomia o costo.

Quindi, con l’obiettivo di fornire dati su celle avanzate utilizzate nelle applicazioni automobilistiche, lo studio confronta le due principali batterie commerciali al litio — la cella Tesla 4680, che ha un design orientato alle prestazioni, e la cella BYD Blade, che ha un design focalizzato sul costo. 

Gli ingegneri hanno analizzato le dimensioni e le densità energetiche delle celle, i design meccanici così come le prestazioni elettriche e termiche delle celle, la distribuzione dei materiali in ciascun componente della cella e le composizioni dei materiali dei loro elettrodi. Inoltre, sono stati in grado di dedurre i costi dei materiali utilizzati e i processi impiegati dalle aziende per assemblare le celle.

Poiché lo studio ha investigato le specifiche caratteristiche di design e prestazioni delle due celle batteria, ha indicato il loro formato come la principale differenza tra le due; la cella Tesla 4680 è una grande cella cilindrica con un volume significativamente più basso, mentre BYD utilizza un formato di cella prismatico grande, il che illustra la tendenza all’aumento delle dimensioni delle celle e all’approccio cella‑to‑pacchetto.

La cella di BYD ha terminali laterali filettati, che consentono di staccare facilmente le giunzioni cella‑a‑cella. Questo è possibile grazie al formato prismatico della cella. L’involucro in alluminio della cella è anche isolato con una pellicola adesiva in polietilene tereftalato (PET), mentre quella di Tesla non presenta isolamento diretto a livello dell’involucro della cella.

Secondo lo studio, la cella Blade utilizza fosfato di ferro e litio (LFP) come materiale per gli elettrodi, il che porta a una densità energetica di 160 Wh/kg e 355,26 Wh/l a livello di cella. La cella Tesla 4680 utilizza NMC811 (nichel, manganese e cobalto), che porta a una densità energetica di 241,01 Wh/kg e 643,3 Wh/l.

Il team ha anche scoperto che, per mantenere le lamine degli elettrodi in posizione, entrambe le aziende utilizzano metodi innovativi rispetto a quelli impiegati dalla maggior parte dei produttori del settore.

Il metodo utilizzato dalla BYD Blade prevede una pila di elettrodi con una nuova fase di lavorazione per laminare i bordi del separatore. Il separatore si trova tra l’anodo e il catodo. Tesla utilizza anche un legante innovativo per la sua batteria, una sostanza che tiene insieme i materiali attivi negli elettrodi. I ricercatori hanno identificato il polietilene ossido (PEO) e l’acido poliacrilico (PAA) come leganti.

A livello di cella, la densità energetica della cella Tesla 4680 supera quella della cella BYD Blade di un fattore di 1,8 in termini volumetrici e 1,5 in termini gravimetrici.

Per quanto riguarda il costo, la più grande cella BYD Blade beneficia del vantaggio di costo delle batterie LFP, essendo €10/kWh più economica ai livelli di prezzo attuali. Secondo lo studio, il costo del materiale attivo dell’anodo (AAM) per kWh per BYD è più alto rispetto a quello di Tesla, poiché Tesla utilizza AAM con densità energetica più elevata.

Lo studio ha anche riscontrato differenze considerevoli nella velocità con cui una batteria si carica o si scarica rispetto alla sua capacità massima.

Mentre le batterie di Tesla e BYD sono molto diverse, condividono anche similitudini inaspettate. Entrambi i produttori utilizzano un modo insolito di collegare le loro sottili pellicole di elettrodi. Sebbene la saldatura ultrasonica sia usata da molti nel settore, loro utilizzano la saldatura laser.

Inoltre, la frazione di componenti passivi della cella come busbar, involucro e collettori di corrente è simile in entrambi i casi nonostante la cella BYD sia molto più grande di quella di Tesla. Entrambe le celle utilizzano anodi di grafite (un materiale anodo popolare per le batterie Li‑ion) senza SiO2 (biossido di silicio).

“Ci siamo sorpresi a non trovare alcun contenuto di silicio negli anodi di entrambe le celle, soprattutto nella cella di Tesla, poiché il silicio è ampiamente considerato nella ricerca come materiale chiave per aumentare la densità energetica.”

– Gorsch

Azienda Innovativa

QuantumScape (QS )

Mentre Tesla e BYD guidano lo spazio della tecnologia delle batterie, altri attori stanno facendo progressi considerevoli.

Ciò include QuantumScape, noto per la sua tecnologia di batterie allo stato solido al litio-metallo, che offre ricarica più veloce, densità energetica e maggiore sicurezza. È in fase di sviluppo per veicoli elettrici e altre applicazioni come l’elettronica di consumo e lo stoccaggio stazionario. 

Le celle batteria di QuantumScape non contengono i materiali ospiti utilizzati negli anodi esistenti. Sono effettivamente prodotte senza alcun anodo nello stato scarico, il che riduce il peso e migliora l’efficienza.

L’azienda ha inoltre presentato un separatore ceramico unico in grado di resistere alla formazione di dendriti a densità di potenza più elevate per circa 800 cicli a circa 25 °C. Il separatore è più stabile e sicuro rispetto agli elettroliti liquidi.

QuantumScape ha una capitalizzazione di mercato di 2,08 miliardi di dollari con le sue azioni che scambiano a 3,78 $, in calo del 26,6 % finora quest’anno. Con ciò, ha un EPS (TTM) di -0,94 e un P/E (TTM) di -4,05.

Questa debolezza nella performance dei prezzi riflette sentimenti più ampi del mercato azionario, afflitti da incertezza tariffaria. Ma con QuantumScape c’è di più. L’azienda ha affrontato ostacoli nell’ultimo anno con il mercato delle batterie e dei veicoli elettrici in rapida evoluzione e la concorrenza in aumento. Gli investitori sono anche preoccupati per la capacità di QuantumScape di commercializzare la sua tecnologia e, sebbene la posizione di cassa dell’azienda sia solida, resta da vedere se potrà mantenerla.

QuantumScape ha chiuso il 2024 con 910,8 milioni di dollari di liquidità, che dovrebbe durare fino alla seconda metà del 2028.

Ora, uno sguardo più approfondito ai suoi dati finanziari; mentre i risultati del primo trimestre 2025 saranno pubblicati il 23 aprile 2025, per il 2024 l’azienda ha riportato una perdita netta GAAP di 477,9 milioni di dollari, in aumento rispetto ai 445,1 milioni del 2023, e una perdita EBITDA di 285 milioni. Le sue spese in conto capitale sono state 62,1 milioni durante questo periodo.

In una lettera agli azionisti, l’azienda ha definito il 2024 “un anno di svolta”, avendo raggiunto quattro obiettivi chiave. Questo include la spedizione di campioni Alpha-2, l’aumento della sua (processo di trattamento termico del separatore più veloce ed efficiente) Raptor, e il rilascio della sua attrezzatura avanzata per il trattamento termico del separatore Cobra. 

L’ultimo obiettivo raggiunto è stato sul fronte del prodotto, ovvero il debutto della cella QSE-5. L’azienda ha avviato la produzione a basso volume di campioni B0 delle celle QSE-5, che vantano operatività a basse temperature, potenza di scarica di 10C, ricarica rapida in poco più di 12 minuti e una densità energetica di 844 Wh/L.

“Questa combinazione di caratteristiche di prestazione dimostra il valore convincente che la nostra piattaforma tecnologica può creare: QSE-5 rappresenta una batteria allo stato solido senza compromessi, senza pari nel settore,” hanno osservato il CEO Siva Sivaram e il CFO Kevin Hettrich nella lettera, che afferma che la loro “missione è rivoluzionare le industrie dei veicoli elettrici e dello stoccaggio energetico.”

Un altro importante sviluppo dell’anno scorso include la partnership di QuantumScape con PowerCo, l’azienda di produzione di batterie del Gruppo Volkswagen. L’obiettivo di questa partnership è industrializzare la piattaforma tecnologica QSE-5 per l’uso nei veicoli elettrici, portandola alla produzione su scala gigawattora (GWh) negli impianti di PowerCo.

Ora, per il 2025, l’azienda prevede che le spese in conto capitale saranno nell’intervallo tra 45 milioni e 75 milioni di dollari e la perdita EBITDA aggiustata tra 250 milioni e 280 milioni di dollari. Il suo focus principale per quest’anno è preparare la piattaforma tecnologica per portare finalmente sul mercato la sua tecnologia allo stato solido al litio-metallo.

Gli obiettivi chiave di QuantumScape per quest’anno includono l’introduzione di Cobra nella produzione di base, che avverrà una volta che il flusso di produzione completo sarà in atto e avrà raggiunto una qualità e un rendimento sufficienti. L’azienda mira anche a realizzare una produzione di campioni QSE-5 B1 ad alto volume in partnership con PowerCo.

Una volta installati sia l’attrezzatura di produzione del separatore ad alto volume sia quella di produzione delle celle, il passo successivo sarà la spedizione dei campioni QSE-5 B1 ai clienti per i test, obiettivo previsto per il 2026.

Un altro importante focus quest’anno sarà l’espansione delle sue partnership commerciali (licenze), che hanno già iniziato a prendere forma con QuantumScape in discussioni attive con due OEM automobilistici.

“Raggiungere questi obiettivi consoliderà ulteriormente la nostra posizione di leader globale nelle batterie allo stato solido,” ha dichiarato l’azienda, e con ciò si avvicinerà di un passo al raggiungimento dell’obiettivo a lungo termine di industrializzare la sua tecnologia di batterie di nuova generazione, rivoluzionare lo stoccaggio energetico e creare un valore eccezionale per gli azionisti.

Conclusione

Le batterie sono fondamentali per la rivoluzione in corso dei veicoli elettrici che si sta verificando in tutto il mondo. E man mano che il mercato EV cresce insieme alla tendenza crescente di elettrificazione e stoccaggio energetico per l’integrazione delle energie rinnovabili, il ruolo delle batterie aumenterà solo nel tempo.

Attualmente, le batterie Blade di BYD e le 4680 di Tesla sono le batterie leader sul mercato, ma si conosce poco della loro meccanica interna. Pertanto, lo studio più recente offre una rara intuizione sul design e le prestazioni di queste tecnologie di batterie di alto livello, e su come le due aziende leader affrontino lo stesso problema in modo diverso. 

Notare che rivela come l’obiettivo di BYD sia il costo e l’efficienza, mentre Tesla enfatizza le prestazioni. La rivelazione di filosofie innovative ma divergenti di questi design di batterie ha il potenziale di aiutare i produttori e gli sviluppatori di batterie di nuova generazione in modo significativo. 

Le intuizioni condivise possono portare a batterie migliori, più economiche, più sicure e più durature. Man mano che la tecnologia delle batterie evolve, vedremo lo sviluppo di celle all’avanguardia che offrono maggiore efficienza e scalabilità. Questo, a sua volta, guiderà il futuro dei veicoli elettrici verso soluzioni migliori e più avanzate.

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Studi citati:

1. ​Gorsch, J., Schneiders, J., Frieges, M., Kampker, A., Muñoz Castro, M., & Siebecke, E. (2025). Confrontare una cella prismatica BYD Blade e una cella cilindrica Tesla 4680 con un’analisi di smontaggio del design e delle prestazioni. Cell Reports Physical Science, 6(3), 102453. https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2025.102453