سباق البطاريات الصلبة: داخل براءة اختراع BYD الجديدة والتنافس المحموم بين الصين واليابان حتى 2027

أضافت شركة BYD زخماً جديداً لسباق البطاريات الصلبة العالمي من خلال تقديم طلب براءة اختراع يكشف عن تقدم جديد في واحدة من أكثر مشكلات هذه التقنية تعقيداً — غشاء الكهرليت. ترسم هذه البراءة، إلى جانب الجدول الزمني الوطني الطموح في الصين، صورة لتقدم سريع. لكن السباق لم يُحسم بعد، فسيطرة اليابان على الملكية الفكرية الأساسية وتحديات التصنيع المستعصية تعني أن المنافسة على الجيل القادم من بطاريات السيارات الكهربائية لا تزال مفتوحة على مصراعيها.

براءة اختراع BYD الجديدة: نهج مركّب لكهرليتات الكبريتيد

تغطي أحدث براءة اختراع لشركة BYD، التي تحمل الرقم (CN121983643A) ونشرتها الإدارة الوطنية الصينية للملكية الفكرية في مايو 2026، غشاء كهرليت صلب مركب وطريقة تحضيره للبطاريات الصلبة القائمة على الكبريتيد . يصف الطلب، الذي قُدّم في الأصل في أكتوبر 2025، بنية طبقية تجمع بين كهرليتات صلبة غير عضوية بأحجام جسيمات مختلفة لتحسين التوصيل الأيوني والاستقرار الميكانيكي .

تتلاءم هذه البراءة تماماً مع استراتيجية BYD التقنية الأوسع. تقوم الشركة بإقران كاثودات عالية النيكل أحادية البلورة مع أنود قائم على السيليكون منخفض التمدد و كهرليت كبريتيدي صلب (LPSC) . يهدف هذا المزيج المحدد إلى تحقيق توازن بين كثافة الطاقة العالية والسلامة الهيكلية المطلوبة لتحمل دورات الشحن والتفريغ.

قامت شركة FinDreams Battery، التابعة لـ BYD، بالكشف العلني عن كهرليتها الصلبة لأول مرة في أواخر عام 2025، كاشفة عن خلية صلبة بالكامل بسعة 60 أمبير/ساعة بكثافة طاقة تبلغ حوالي 400 واط/كغ — أي ما يقرب من ضعف كثافة بطاريات أيون الليثيوم الحالية ذات الكهرليت السائل . وبحسب التقارير، تدعم الخلية نفسها التشغيل في درجات حرارة منخفضة تصل إلى -40 درجة مئوية و شحناً فائق السرعة بقدرة 5C يمكنه تجديد حوالي 80% من السعة في غضون 10 دقائق تقريباً . أقرّ كبير العلماء في BYD في أبريل 2026 بأن التقنية تمر بـ "مرحلة اختراق حرجة"، محذراً في الوقت نفسه من أن التسويق التجاري لا يزال مقيداً .

الجدول الزمني للصين: من خطوط الإنتاج التجريبية إلى صالات العرض

أصبحت خارطة طريق الصين للبطاريات الصلبة أكثر وضوحاً، لكنها تحمل تفاصيل أكثر مما توحي به العناوين الرئيسية. يُقسّم إجماع الخبراء العملية إلى مراحل مميزة:

2025–2027 (المرحلة الأولى): تركز هذه المرحلة على بطاريات الكبريتيد ذات الأنودات المصنوعة من الغرافيت أو السيليكون المنخفض بكثافة طاقة تتراوح بين 200 و300 واط/كغ. الأولوية هي بناء سلسلة التقنية الكاملة — المواد، وعمليات التصنيع، وبروتوكولات الاختبار — بدلاً من السعي لأقصى كثافة طاقة . من المتوقع ظهور مركبات الاختبار على طرق الصين من أواخر عام 2026 وحتى عام 2027 .

2027 (معلم الإنتاج التجريبي): ربطت العديد من شركات صناعة السيارات الإنتاج بكميات صغيرة بعام 2027. تستهدف BYD تركيب البطاريات في المركبات بكميات صغيرة خلال هذه الفترة . وتهدف SAIC Motor (مجموعة سايك الصينية لصناعة السيارات)، بالتعاون مع شريكتها Qingtao Power، بالمثل إلى تسليم كميات كبيرة من البطاريات الصلبة بالكامل بحلول عام 2027 . وتخطط Geely (جيلي) لتشغيل 1000 مركبة استعراضية في العام نفسه .

2027–2030 (المرحلة الثانية): من المتوقع أن يؤدي التحول إلى أنودات عالية السيليكون إلى دفع كثافة الطاقة نحو 400 واط/كغ لمركبات الركاب من الجيل التالي. تخطط GAC Group (مجموعة غوانغزو للسيارات) لإجراء اختبارات صغيرة على المركبات بحلول عام 2026، والإنتاج الضخم التدريجي بين عامي 2027 و2030 .

2030 وما بعدها: حذر خبير البطاريات الصيني البارز، أويانغ مينغاو، علناً من أن الإنتاج الضخم الحقيقي لا يزال على بُعد ثلاث إلى خمس سنوات على الأقل من بداية عام 2026 . وتستهدف خارطة طريق BYD الخاصة تحقيق "التكافؤ بين الصلب والسائل" — أي تكافؤ التكلفة مع خلايا أيون الليثيوم السائلة الحالية — بحلول عام 2030، مع النشر في حوالي 40,000 مركبة .

يدخل أول معيار وطني صيني للبطاريات الصلبة حيز التنفيذ في يوليو 2026، ويصنف الخلايا رسمياً حسب محتواها من الكهرليت: 5-10% كهرليت سائل تُصنف كبطارية هجينة (صلبة-سائلة); وأقل من 5% تُعرّف كبطارية صلبة بالكامل . سيشكل هذا المعيار كيفية تواصل الشركات بشأن تقدمها وما يُعتبر منتجاً صلباً حقيقياً.

العقبات التقنية التي لا تزال تؤرق الصناعة

رغم كل طلبات براءات الاختراع والإعلانات عن خطوط الإنتاج التجريبية، لا تزال أربعة تحديات أساسية صعبة للغاية:

تعتبر هندسة الواجهات الصلبة-الصلبة أكبر عائق فردي أمام التسويق التجاري على نطاق واسع . على عكس الكهرليتات السائلة التي تبلل أسطح الأقطاب الكهربائية بشكل طبيعي، يجب على الكهرليتات الصلبة الحفاظ على اتصال مستقر ومنخفض المقاومة مع الأقطاب الكهربائية عبر آلاف دورات الشحن والتفريغ. أي تدهور في هذه الواجهات يؤدي بسرعة إلى تآكل الأداء والسلامة.

استقرار كهرليتات الكبريتيد يضاعف مشكلة الواجهات. الكهرليتات القائمة على الكبريتيد — وهي المسار الذي تفضله BYD وتويوتا والعديد من الشركات الأخرى — شديدة الحساسية للرطوبة ويمكن أن تتدهور بسرعة في الهواء المحيط . يتطلب تصنيعها بيئات غرف جافة متخصصة تضيف تكاليف رأسمالية وتشغيلية كبيرة.

توسيع نطاق التصنيع هو الانتقال من خلايا مختبرية بحجم عملة معدنية إلى خطوط إنتاج بسعة غيغاواط/ساعة، حيث تشكل نسبة العائد، وتناسق الجودة، والتكلفة أعباءً ثقيلة . إن عمليات إنتاج البطاريات الصلبة — المواد، والمعدات، وطرق الاختبار، والتغليف — تختلف اختلافاً جوهرياً عن تلك المستخدمة لبطاريات الكهرليت السائل .

التكلفة تظل المشكلة الأكبر التي يتجنب الجميع الحديث عنها. تكلفة البطاريات الصلبة حالياً أعلى بكثير لكل كيلوواط/ساعة مقارنة بكيميائيات أيون الليثيوم الراسخة. وبحسب التقارير، تستهدف BYD خفض التكلفة بمقدار 15 إلى 20 ضعفاً بحلول عام 2027 و تحقيق تكافؤ التكلفة بحلول عام 2030، لكن تحقيق ذلك مع الحفاظ على الأداء يمثل تحدياً هندسياً هائلاً .

الصين مقابل اليابان: سباق بين الحجم والعمق

على السطح، تبدو الصورة التنافسية وكأنها سردية بسيطة بين الصين واليابان. ولكن الواقع أكثر تعقيداً.

حجم براءات الاختراع يميل لصالح الصين. بحلول عام 2025، شكلت براءات الاختراع الصينية المنشورة حديثاً للبطاريات الصلبة بالكامل 44% من الإجمالي العالمي، متجاوزة اليابان في الطلبات السنوية الجديدة . تمتلك الصين الآن واحداً من أكبر خطوط أنابيب البحث في العالم وأكبر سوق لطلبات براءات الاختراع .

جودة وعمق براءات الاختراع يميلان لصالح اليابان. لا تزال اليابان تستحوذ على حوالي 37% من إجمالي طلبات براءات الاختراع العالمية، مقارنة بحوالي 30% للصين، وتهيمن على براءات الاختراع المؤسسية عالية القيمة والطلبات الأساسية الأصلية . تمتلك تويوتا وحدها أكثر من 1300 براءة اختراع في مجال البطاريات الصلبة، وتواصل تطوير هذه التقنية بتنسيق على المستوى الوطني منذ عام 2018 على الأقل . تعتبر براءات اختراعها الأساسية في مواد كهرليت الكبريتيد أعمق وأكثر جوهرية من الجزء الأكبر من طلبات الصين الإضافية .

هذا يخلق فجوة "براءة استخدام مقابل براءة أصلية": تقدم الصين براءات اختراع أكثر بشكل عام، لكنها تمتلك عدداً أقل من البراءات الأساسية التي تغطي المواد الجوهرية — وخاصة كهرليتات الكبريتيد — التي تصبح الأكثر قيمة عند بدء الإنتاج الضخم .

الخبراء الصينيون قلقون علناً. على الرغم من خط أنابيب الصين سريع الحركة لبراءات الاختراع وخطوط الإنتاج التجريبية، حذرت شخصيات بارزة علناً من أن البلاد تواجه خطراً حقيقياً بأن يتم تجاوزها في السباق العالمي للبطاريات الصلبة لأن مراكز الملكية الفكرية الأصلية الأعمق لليابان قد تكون العامل الحاسم خلال مرحلة التصنيع .

سرعة التسويق التجاري قد تكون في صالح الصين. تخطط اليابان وكوريا الجنوبية — تويوتا، سامسونغ SDI، إس كيه أون — للإنتاج الضخم بين عامي 2026 و2029، على الرغم من أن معظم المحللين يتوقعون تأخيرات . تكمن ميزة الصين في بنيتها التحتية التصنيعية الهائلة وسرعة سلسلة التوريد، مما يمنحها أفضلية في خفض التكاليف وتوسيع نطاق الإنتاج، حتى لو كانت اليابان تمتلك براءات اختراع أساسية أقوى .

في غضون ذلك، توصف الشركات الأمريكية بأنها مدفوعة برأس المال لكن دون مسارات واضحة للتسويق التجاري، بينما تركز أوروبا بشكل أساسي على التطبيقات المتخصصة الفاخرة . الصورة العالمية ليست مسابقة ثنائية اللاعبين، لكن مركز الثقل لا يزال راسخاً في شرق آسيا.

النظرة الواقعية

تمثل براءة اختراع BYD الجديدة ودفع الصين نحو الإنتاج التجريبي في عام 2027 تقدماً حقيقياً وقابلاً للقياس. خلية صلبة بالكامل بسعة 60 أمبير/ساعة بكثافة 400 واط/كغ وشحن بقدرة 5C ليست مجرد مفهوم على ورق تقديمي — إنها موجودة في شكل عينة. تُدير كل من SAIC، وجيلي، وشيري، و GAC برامج متوازية، كما أن وصول المعيار الوطني الصيني للبطاريات الصلبة في منتصف عام 2026 سيفرض تعريفات أوضح ومحاسبة أكبر.

ومع ذلك، لا تزال الفجوة بين الإنتاج التجريبي والتسويق التجاري الضخم الحقيقي واسعة. الإطار الزمني الذي حدده أويانغ مينغاو بثلاث إلى خمس سنوات هو ثقل موازن يبعث على الواقعية في مواجهة الإعلانات الأكثر تفاؤلاً القادمة من الشركات الفردية. هندسة الواجهات، واستقرار الكبريتيد، واقتصاديات التصنيع في الغرف الجافة، والتكلفة الهائلة للتوسع، ليست مشكلات تختفي ببراءة اختراع واحدة. إنها تُحل عبر سنوات من التكرار على أرضيات المصانع، وليس فقط في المختبرات.

عمق براءات الاختراع اليابانية هو خندق استراتيجي حقيقي. يمكن لبراءات اختراع تويوتا الأساسية في الكبريتيد أن تشكل مشهد التراخيص والوصول إلى التقنية خلال مرحلة التصنيع. لكن القوة التصنيعية للصين وسلاسل التوريد المتكاملة — من المواد الخام إلى حزم البطاريات الجاهزة — تمنحها نوعاً مختلفاً من الميزة لا يمكن لبراءات الاختراع وحدها أن تحيدها.

سباق البطاريات الصلبة ليس عدواً سريعاً نحو 2027. إنها مسابقة من مرحلتين: المرحلة الأولى (2025-2030) تحدد من يتقن الإنتاج التجريبي وخفض التكاليف؛ والمرحلة الثانية (ما بعد 2030) تحدد من يمتلك ميزة المسار التقني والملكية الفكرية عندما تصبح الأحجام ذات مغزى. بناءً على الأدلة الحالية، لدى كل من الصين واليابان مسارات موثوقة للفوز بأجزاء مختلفة من هذه المسابقة.