پیشتازی چین در صنعت باتری های جامد و خطرات تجاری

چین در رقابت باتری‌های جامد پیشتازی چشمگیری به‌دست آورده، اما حتی در پکن فضا دور از آرامش است. یک تحلیل جدید صنعتی هشدار می‌دهد که این کشور با اینکه یکی از بزرگ‌ترین جریان‌های تحقیقاتی و مجموعه‌های پتنت در این حوزه را در اختیار دارد، ممکن است همچنان در صورت تشدید سیاست‌گذاری، تولید و حفاظت مالکیت فکری از سوی ایالات متحده، اروپا، ژاپن و کره جنوبی بخشی از مزیت خود را از دست بدهد.

این تنش خیلی از وضعیت فعلی صنعت باتری را نشان می‌دهد. باتری‌های جامد دیگر تنها موضوعی آینده‌نگرانه برای ارائه‌های آزمایشگاهی و اسلایدهای سرمایه‌گذاران نیستند. آنها وارد فاز صنعتی تعیین‌کننده‌ای شده‌اند، جایی که وعده‌های علمی با مقیاس، زنجیره تأمین و واقعیت سخت تجاری برخورد می‌کنند.

روی کاغذ، چین قدرتمند به‌نظر می‌رسد. این کشور تقریباً 35% از منظره جهانی پتنت‌های باتری جامد را در اختیار دارد که بالاترین سهم در این بخش است. در پرونده‌های مرتبط با الکترولیت موقعیت آن حتی قوی‌تر است و حدود 39% از پتنت‌های جهانی را شامل می‌شود. خروجی پژوهشی نیز با سرعت قابل‌توجهی افزایش یافته است. در سال 2015 چین تنها 21 مقاله در زمینه باتری‌های جامد منتشر کرد؛ اما تا سال 2023 این رقم به 562 رشد کرد و چین را در صدر جهانی قرار داد.

نهادهای پیشرویی مانند آکادمی علوم چین، مؤسسه تحقیقات فلزات آن و دانشگاه تسینگهوا نقش‌های محوری در حل یکی از دشوارترین چالش‌های فنی این بخش یعنی مهندسی رابط جامد-جامد یافته‌اند. این موضوع اهمیت دارد چون رابط بین مواد باتری یکی از بزرگ‌ترین گلوگاه‌ها در مسیر تبدیل نمونه‌های آزمایشی چشمگیر به تولید انبوه قابل اعتماد است.

پتنت‌ها داستان پیچیده‌تری را نشان می‌دهند

با کندوکاو عمیق‌تر، سلسله مراتب جهانی چندان ساده نیست. تا نوامبر 2025، فناوری‌های باتری جامد شامل 16,429 پرونده پتنت در سراسر جهان بوده‌اند که در 6,321 خانواده پتنت منحصر به فرد پخش شده‌اند. چین و ژاپن در مجموع درخواست‌ها تقریباً برابرند، به‌ترتیب با 3,341 و 3,225 درخواست. ایالات متحده با 2,355 در رتبه بعدی قرار دارد و کره جنوبی 1,544 درخواست دارد.

اما حجم کل تنها بخشی از تصویر است. ژاپن همچنان به نظر می‌رسد بیشترین نفوذ فناورانه را دارد و حدود 37% از درخواست‌های پتنت جهانی را در اختیار دارد، در مقایسه با حدود 30% برای چین. نکته قابل‌توجه‌تر این است که چه کسانی موقعیت‌های پتنتی شرکتی باارزش‌ترین را در اختیار دارند. در میان 30 مؤسسه برتر جهان برای پتنت‌های باتری جامد و الکترولیت، 17 مؤسسه ژاپنی، هفت چینی، پنج کره‌ای و یک اروپایی هستند. ده رتبه اول به‌طور کامل تحت سلطه بازیگران ژاپنی و کره‌ای است.

تویوتا همچنان به عنوان بازیگر بزرگ حاضر است. این شرکت به‌عنوان بزرگ‌ترین دارنده پتنت شرکتی در حوزه باتری‌های جامد شناخته می‌شود و مسئول حدود 40% پتنت‌های جهانی در این بخش است. چنین تمرکزی اهمیت دارد زیرا نشان می‌دهد در حالی که چین حجم بالایی از پژوهش تولید و پتنت‌گذاری انجام می‌دهد، مواضع مالکیت معنوی استراتژیک و تثبیت‌شده هنوز در جاهای دیگر متمرکز است.

شرکت‌های چینی بی‌حرکت نمانده‌اند. CATL، BYD و SVOLT از فعال‌ترین متقاضیان پتنت در ماه‌های اخیر هستند و نهادهای چینی تنها در سال 2023 بیش از 500 درخواست ثبت کردند. با این حال یکی از تیزترین هشدارهای گزارش درباره استقرار پتنت‌ها در خارج کشور است. شرکت‌های چینی نسبت به رقبای ژاپنی و کره‌ای پتنت‌های بین‌المللی کمتری ثبت می‌کنند، در حالی که رقبای شرق آسیا حفاظتی گسترده‌تر در آمریکا، اروپا، جنوب شرقی آسیا و هند بنا کرده‌اند.

این شکاف ممکن است در آینده پرهزینه شود. در باتری‌های پیشرفته، پیروزی در علم یک چیز است و بدست آوردن حق فروش در سطح جهانی چیز دیگری است.

از وعده آزمایشگاه تا خطوط پایلوت

تقویم تجاری در حال شفاف شدن است. طبق گزارش، صنعت از کارهای مقیاس پایلوت به سمت تولید محدود در تیراژ کم حرکت می‌کند. تولید اولیه حدود سال 2027 انتظار می‌رود و تجاری‌سازی گسترده‌تر برای سال 2030 هدف‌گذاری شده است.

افشاهای اخیر نشان می‌دهد که سرعت در حال افزایش است. پژوهشگران چینی نمونه‌ای از باتری جامد با چگالی انرژی 451.5 وات‌ساعت بر کیلوگرم و زمان شارژ ادعاشده تنها سه دقیقه ارائه کرده‌اند. اگر چنین عملکردی خارج از آزمایشگاه بازتولید شود، توجه صنعت خودروهای الکتریکی و فراتر از آن را جلب خواهد کرد.

شرکت Ganfeng Lithium که حمایت چانگان را دارد، گزارش داده باتری جامدی ارائه کرده که 1,100 چرخه را در 400 Wh/kg فراهم می‌کند، در حالی که هدف‌گذاری برای طراحی‌های آینده متمرکز بر تولید معادل 500 Wh/kg است. CATL نیز در پتنت‌های خود روی ترکیبات لیتیوم حاوی فلور و سیستم‌های الکترولیت سولفیدی کار کرده است که هر دو با هدف بهبود پایداری حرارتی و قابلیت شارژ سریع طراحی شده‌اند.

Gotion High-tech نیز در حرکت است. این شرکت طراحی خط تولید 2 GWh برای باتری کاملاً جامد را تکمیل کرده و یک خط پایلوت 0.2 GWh در حال حاضر فعال است و آزمایش‌های خودرو در جریان است.

در حال حاضر خودروهای الکتریکی بزرگ‌ترین بازار هدف هستند و بخش فعلی باتری خودروهای الکتریکی چین به بازیگران داخلی یک سکوی پرتاب جدی می‌دهد. CATL با نصب 29.06 GWh و سهم 47.2% پیشتاز است. BYD با 10.49 GWh و 17.1% در رتبه بعدی قرار دارد و Gotion با 4.05 GWh و 6.6% در جایگاه سوم است.

با این حال فرصت‌ها سریعاً گسترده می‌شوند. باتری‌های جامد بیش از پیش برای ربات‌های انسان‌نما، هواپیماهای برقی با برخاست و فرود عمودی، الکترونیک مصرفی و ذخیره‌سازی ایستا انرژی مطرح می‌شوند. به عبارت دیگر، این دیگر صرفاً داستان خودروهای الکتریکی نیست. هر صنعتی که به دنبال چگالی انرژی بالا، ایمنی و طراحی جمع‌وجور باتری است با دقت روند را دنبال می‌کند.

چالش‌های مهندسی هنوز پابرجا هستند. توسعه‌دهندگان همچنان سه مسیر اصلی الکترولیت را بررسی می‌کنند: سولفید، اکسید و پلیمری. هیچ‌کدام برنده بی‌چون‌وچرا نشده‌اند. هر یک با تاخت‌و‌تازهایی در هادی بودن، دوام، قابلیت ساخت و هزینه همراه هستند. پژوهشگران همچنین با رشد دندریت لیتیوم، رفتار انتقال یون، پایداری رابط و مکانیسم‌های خرابی باتری دست‌وپنجه نرم می‌کنند.

پس بله، چین مقیاس دارد. حرکت رو به جلو دارد. مقالات، پتنت‌ها، خطوط پایلوت و برخی از بزرگ‌ترین شرکت‌های باتری جهان را دارد. اما رقابت باتری جامد تنها با عناوین خبری یا شمارش درخواست‌ها تعیین نخواهد شد. این رقابت با تبدیل دستاوردهای شکننده به محصولات قابل تولید، تثبیت بازارهای کلیدی با پتنت‌های بین‌المللی و ارسال در مقیاس قبل از رقبا تعیین خواهد شد.

یکی از نشانه‌های اهمیت مرحله بعد برای چین: اولین استاندارد ملی باتری جامد این کشور، با عنوان اصطلاحات و طبقه‌بندی، اکنون برای مشاوره عمومی باز شده است. پیش‌نویس به‌طور رسمی باتری‌ها را به دسته‌های مایع، هیبریدی جامد-مایع و کاملاً جامد تقسیم می‌کند.

این ممکن است بوروکراتیک به‌نظر برسد. چنین نیست. استانداردها اغلب سیگنال آرامی هستند مبنی بر اینکه یک فناوری در حال آماده‌شدن برای خروج از آزمایشگاه و ورود به اقتصاد واقعی است.