چین در رقابت باتری های حالت جامد پیشتاز است اما نه مطمئن

چین در رقابت باتری‌های حالت‌جامد برتری چشمگیری به دست آورده، اما حتی در پکن نیز فضا اصلا آرام نیست. یک تحلیل جدید صنعتی هشدار می‌دهد که این کشور، با وجود در اختیار داشتن یکی از بزرگ‌ترین مسیرهای تحقیقاتی و پرتفوی پتنت در این حوزه، همچنان ممکن است در برابر فشار بیشتر آمریکا، اروپا، ژاپن و کره جنوبی در زمینه سیاست‌گذاری، تولید و مالکیت فکری عقب بماند.

این تنش به‌خوبی نشان می‌دهد صنعت باتری اکنون در چه نقطه‌ای قرار دارد. باتری‌های حالت‌جامد دیگر فقط یک موضوع آینده‌نگرانه برای ارائه‌های آزمایشگاهی و اسلایدهای سرمایه‌گذاران نیستند. این فناوری وارد مرحله‌ای تعیین‌کننده در صنعت شده است؛ جایی که وعده علمی با مقیاس تولید، زنجیره تامین و واقعیت سخت تجاری برخورد می‌کند.

روی کاغذ، چین قدرتمند به نظر می‌رسد. این کشور حدود 35 درصد از چشم‌انداز جهانی پتنت‌های باتری حالت‌جامد را در اختیار دارد که بالاترین سهم در این بخش است. در پرونده‌های مرتبط با الکترولیت نیز جایگاه چین حتی قوی‌تر است و حدود 39 درصد از پتنت‌های جهان را به خود اختصاص داده است. خروجی پژوهشی هم با سرعتی چشمگیر افزایش یافته است. در سال 2015، چین فقط 21 مقاله درباره باتری حالت‌جامد تولید کرد. اما تا سال 2023 این رقم به 562 رسید و این کشور را در رتبه نخست جهان قرار داد.

مؤسساتی پیشرو مانند آکادمی علوم چین، مؤسسه پژوهش فلزات آن و دانشگاه تسینگهوا به بازیگران کلیدی در حل یکی از دشوارترین چالش‌های فنی این صنعت تبدیل شده‌اند: مهندسی رابط جامد-جامد. این موضوع اهمیت زیادی دارد، زیرا رابط بین مواد باتری یکی از بزرگ‌ترین گلوگاه‌هایی است که نمونه‌های اولیه امیدوارکننده را از تولید انبوه اقتصادی جدا می‌کند.

پتنت‌ها داستانی پیچیده‌تر را روایت می‌کنند

با این حال، اگر کمی عمیق‌تر نگاه کنیم، رتبه‌بندی جهانی آن‌قدرها هم ساده نیست. تا نوامبر 2025، فناوری‌های باتری حالت‌جامد در مجموع 16,429 پرونده پتنت در جهان به خود اختصاص داده بودند که در 6,321 خانواده پتنت منحصربه‌فرد پخش شده‌اند. چین و ژاپن در تعداد کل درخواست‌ها تقریبا شانه‌به‌شانه حرکت می‌کنند و به ترتیب 3,341 و 3,225 پرونده دارند. پس از آن آمریکا با 2,355 و کره جنوبی با 1,544 پرونده قرار می‌گیرند.

اما حجم کل تنها بخشی از تصویر است. به نظر می‌رسد ژاپن همچنان عمیق‌ترین نفوذ فناورانه را در اختیار دارد و حدود 37 درصد از پرونده‌های پتنت جهانی را به خود اختصاص داده است، در حالی که سهم چین نزدیک به 30 درصد برآورد می‌شود. نکته مهم‌تر این است که چه کسی ارزشمندترین موقعیت‌های پتنت شرکتی را کنترل می‌کند. از میان 30 نهاد برتر جهان در پتنت‌های باتری حالت‌جامد و الکترولیت، 17 مورد ژاپنی، هفت مورد چینی، پنج مورد کره‌ای و یک مورد اروپایی هستند. 10 رتبه نخست نیز به‌طور کامل در اختیار بازیگران ژاپنی و کره‌ جنوبی است.

تویوتا همچنان غول اصلی این میدان است. این شرکت به‌عنوان بزرگ‌ترین دارنده پتنت شرکتی در باتری‌های حالت‌جامد شناخته می‌شود و حدود 40 درصد از پتنت‌های جهانی این بخش را در اختیار دارد. چنین تمرکزی بسیار مهم است. این مسئله نشان می‌دهد که هرچند چین حجم عظیمی از پژوهش تولید می‌کند و با سرعت پتنت ثبت می‌کند، اما موقعیت‌های راهبردی‌تر مالکیت فکری هنوز عمدتا در نقاط دیگر متمرکز هستند.

شرکت‌های چینی البته بی‌حرکت نمانده‌اند. CATL، BYD و SVOLT در میان فعال‌ترین متقاضیان اخیر پتنت قرار دارند و نهادهای چینی تنها در سال 2023 بیش از 500 درخواست ثبت کردند. با این حال، یکی از جدی‌ترین هشدارهای این گزارش به استقرار پتنت در خارج از کشور مربوط می‌شود. شرکت‌های چینی پتنت‌های بین‌المللی کمتری نسبت به رقبای ژاپنی و کره‌ای ثبت می‌کنند؛ رقبایی که پوشش حفاظتی گسترده‌تری در آمریکا، اروپا، آسیای جنوب شرقی و هند ایجاد کرده‌اند.

این شکاف می‌تواند بعدا پرهزینه شود. در باتری‌های پیشرفته، برنده شدن در علم یک چیز است و حق فروش جهانی چیز دیگر.

از وعده آزمایشگاهی تا خطوط پایلوت

زمان‌بندی تجاری این فناوری کم‌کم روشن‌تر می‌شود. طبق این گزارش، صنعت از کار در مقیاس پایلوت به سمت تولید محدود در تیراژ پایین حرکت می‌کند. انتظار می‌رود تولید اولیه حدود سال 2027 آغاز شود و تجاری‌سازی گسترده‌تر برای سال 2030 هدف‌گذاری شده است.

اطلاعات اخیر نشان می‌دهد سرعت پیشرفت در حال افزایش است. پژوهشگران چینی یک نمونه اولیه باتری حالت‌جامد را معرفی کرده‌اند که چگالی انرژی آن 451.5 وات‌ساعت بر کیلوگرم است و زمان شارژ ادعایی آن تنها سه دقیقه عنوان شده است. اگر چنین عملکردی خارج از آزمایشگاه نیز قابل تکرار باشد، توجه صنعت خودروهای برقی و فراتر از آن را به‌خود جلب خواهد کرد.

گنفنگ لیتیم، با حمایت چانگان، اعلام کرده یک باتری حالت‌جامد با 1,100 چرخه عمر و چگالی 400 وات‌ساعت بر کیلوگرم توسعه داده است و در عین حال به دنبال رسیدن به 500 وات‌ساعت بر کیلوگرم در طراحی‌های آینده‌محور تولیدی است. CATL نیز از کارهای پتنتی خود در زمینه ترکیبات لیتیومی حاوی فلوئور و سامانه‌های الکترولیت سولفیدی پرده برداشته است؛ هر دو با هدف بهبود پایداری حرارتی و قابلیت شارژ سریع.

گوشن های‌تک نیز در حال پیشروی است. این شرکت طراحی یک خط تولید 2 گیگاوات‌ساعتی برای باتری تمام‌جامد را تکمیل کرده و هم‌زمان یک خط پایلوت 0.2 گیگاوات‌ساعتی نیز در حال فعالیت است و آزمایش‌های خودرویی در جریان قرار دارد.

در حال حاضر، خودروهای برقی بزرگ‌ترین بازار هدف باقی مانده‌اند و بخش باتری EV چین به بازیگران داخلی یک سکوی پرتاب جدی می‌دهد. CATL با 29.06 گیگاوات‌ساعت و سهم 47.2 درصدی در آخرین دوره در دسترس، پیشتاز نصب باتری است. BYD با 10.49 گیگاوات‌ساعت و سهم 17.1 درصدی در رتبه دوم قرار دارد و گوشن با 4.05 گیگاوات‌ساعت و سهم 6.6 درصدی سوم است.

با این حال، دامنه فرصت به‌سرعت در حال گسترش است. باتری‌های حالت‌جامد به‌طور فزاینده‌ای برای ربات‌های انسان‌نما، هواپیماهای برقی برخاست و فرود عمودی، لوازم الکترونیکی مصرفی و ذخیره‌سازی ثابت انرژی مطرح می‌شوند. به بیان دیگر، این دیگر فقط یک داستان مربوط به خودروهای برقی نیست. هر بخشی که به دنبال چگالی انرژی بالا، ایمنی بیشتر و طراحی فشرده باتری باشد، این تحولات را با دقت دنبال می‌کند.

اما چالش‌های مهندسی همچنان سرسختانه باقی مانده‌اند. توسعه‌دهندگان هنوز در حال بررسی سه مسیر اصلی الکترولیت هستند: سولفیدی، اکسیدی و پلیمری. هیچ‌کدام هنوز به‌عنوان برنده بی‌رقیب ظاهر نشده است. هر مسیر با بده‌بستان‌هایی در رسانایی، دوام، قابلیت تولید و هزینه همراه است. پژوهشگران همچنین هنوز با رشد دندریت‌های لیتیومی، رفتار انتقال یون، پایداری رابط و سازوکارهای خرابی باتری دست‌وپنجه نرم می‌کنند.

پس بله، چین مقیاس دارد. شتاب دارد. مقاله، پتنت، خط پایلوت و برخی از بزرگ‌ترین شرکت‌های باتری جهان را در اختیار دارد. اما رقابت باتری حالت‌جامد فقط با تیترها یا شمارش پرونده‌های ثبت اختراع تعیین نمی‌شود. این رقابت را کسی می‌برد که بتواند دستاوردهای شکننده را به محصولی قابل تولید تبدیل کند، بازارهای کلیدی را با پتنت‌های بین‌المللی قفل کند و پیش از رقبا در مقیاس بالا عرضه کند.

آخرین نشانه از این‌که چین مرحله بعدی را بسیار جدی گرفته است: نخستین استاندارد ملی باتری حالت‌جامد این کشور با نام Terms and Classification اکنون برای مشاوره عمومی باز شده است. پیش‌نویس این استاندارد باتری‌ها را به‌طور رسمی به سه دسته مایع، هیبرید جامد-مایع و تمام‌جامد تقسیم می‌کند.

این شاید اداری به نظر برسد. اما چنین نیست. استانداردها اغلب همان سیگنال آرامی هستند که نشان می‌دهند یک فناوری در آستانه خروج از آزمایشگاه و ورود به اقتصاد واقعی قرار دارد.