Китайски изследователи разработват прототипи на твърдотелни батерии с цел постигане на по-висока енергийна плътност и по-бързо зареждане. Изображението е обработено от CNC.
Според XHN Китай твърди, че е изправен пред риска да бъде изпреварен в глобалната надпревара за твърдотелни батерии, въпреки че разполага с едни от най-големите изследователски програми и патентни портфейли в сектора.
Нов китайски анализ на индустрията и политиката описва изцяло твърдотелните батерии като стратегическа технология, навлизаща в критична фаза на индустриализация, като същевременно предупреждава, че САЩ, Европа, Япония и Южна Корея ускоряват политическата подкрепа, индустриалната координация и внедряването на патенти.
Китай представлява приблизително 35% от световния пазар на патенти за твърдотелни батерии, което го прави най-големият в този сегмент. Китайските патенти, свързани с електролити, представляват около 39% от заявките в световен мащаб, което е най-високият дял сред всички страни.
Въпреки това Япония остава най-големият източник на технологии, като представлява около 37 % от глобалните патентни заявки, в сравнение с приблизително 30 % от Китай.
Резултатите от научните изследвания достигат световен връх
Годишният обем на публикуваните в Китай научни статии за твърдотелните батерии се е увеличил от 21 през 2015 г. до 562 през 2023 г., което поставя страната на първо място в света.
Ключови институции, включително Китайската академия на науките, Институтът за изследване на металите към Китайската академия на науките и Университетът Цинхуа, бяха посочени за постиженията си в инженерството на твърдо-твърди интерфейси, което е основно техническо препятствие пред комерсиализацията.
Към ноември 2025 г. броят на патентите, свързани с твърдотелните батерии, достигна 16 429, обхващащи 6321 уникални патентни семейства.
Китай и Япония водят по брой патентни заявки с 3 341 и 3 225 съответно, следвани от САЩ с 2 355 и Южна Корея с 1 544.
Концентрацията на корпоративни патенти остава неравномерна
Въпреки мащабната дейност на Китай, докладът отбелязва разлика в концентрацията на патенти от най-високо ниво.
Сред 30-те водещи институции в света по патенти за твърдотелни батерии и електролити японските компании заемат 17 места, китайските – 7, южнокорейските – 5, а европейските – 1. Топ 10 на институциите се състои изцяло от японски или южнокорейски компании.
Toyota е определена като най-големият корпоративен патентен притежател в сектора, като притежава приблизително 40% от глобалните патенти за твърдотелни батерии.
Китайските компании, включително CATL, BYD и SVOLT, са сред водещите заявители на патенти в последно време, като китайските организации са подали повече от 500 заявки само през 2023 г.
CATL, Ganfeng и Gotion напредват с пилотното производство
В доклада се посочва, че индустрията преминава от пилотно развитие към ограничено производство на малки партиди, като ранното производство се очаква около 2027 г., а по-широката комерсиализация е планирана за 2030 г.
Последните корпоративни разкрития и пробиви в научните изследвания подчертават ускоряващото се темпо на разработвателната дейност.
Китайски изследователи наскоро представиха прототип на твърдотелна батерия с капацитет 451,5 Wh/kg, за която се твърди, че може да се зареди за три минути.
Отделно от това, подкрепяната от Changan компания Ganfeng Lithium съобщи за твърдотелна батерия, постигаща 1100 цикъла с енергийна плътност 400 Wh/kg, като целта за бъдещи производствени приложения е 500 Wh/kg.
CATL също разкри патентна дейност по отношение на съдържащи флуор литиеви съединения и сулфидни електролитни системи за подобряване на характеристиките на бързото зареждане и термичната стабилност.
Gotion High-tech е завършила проектната работа по производствена линия за изцяло твърдотелни батерии с капацитет 2 GWh, докато пилотна линия с капацитет 0,2 GWh вече е в експлоатация и тестването на превозни средства е в ход.
Разширяване на приложенията извън електрическите превозни средства
Макар електромобилите да остават най-голямата област на приложение, докладът посочва, че разработването на твърдотелни батерии все повече се разширява към хуманоидни роботи, електрически самолети с вертикално излитане и кацане, потребителска електроника и системи за съхранение на енергия.
Тези приложения се описват като нововъзникващи области на търсене за батерийни системи с висока енергийна плътност, въпреки че не е предоставен график за внедряването им.
Пазарът на батерии за електромобили в Китай остава силно концентриран сред малък брой големи доставчици. CATL е лидер по инсталирана мощност с 29,06 GWh и пазарен дял от 47,2% за последния наличен период, следван от BYD с 10,49 GWh и дял от 17,1%. Gotion High-tech се нарежда на трето място с 4,05 GWh и дял от 6,6%, според China EV DataTracker.
Техническите пътища и структурните предизвикателства остават
Развитието на твърдотелните батерии продължава по три основни електролитни пътя: сулфидни, оксидни и полимерни системи. В доклада се посочва, че не се е очертала нито една доминираща техническа насока, като всеки път представлява компромис между проводимост, стабилност, цена и производителност.
Ключовите нерешени предизвикателства включват образуването на литиеви дендрити, механизмите за пренос на йони, инженерството на твърдо-твърдия интерфейс и механизмите за отказ на батериите.
Докладът подчертава и пропуските в използването на патенти в чужбина, като отбелязва, че китайските компании подават по-малко международни патентни заявки в сравнение с японските и южнокорейските си колеги, които поддържат по-широко патентно покритие в САЩ, Европа, Югоизточна Азия и Индия.
Първият национален стандарт на Китай за твърдотелни батерии, озаглавен „Условия и класификация“, в момента е отворен за обществено обсъждане. Проектът предлага класификация в категориите течни, хибридни твърдо-течни и твърдотелни.
