Bên trong bằng sáng chế pin thể rắn mới của BYD và cuộc đua căng thẳng giữa Trung Quốc và Nhật Bản

Công ty con FinDreams Battery của BYD lần đầu tiên công khai chất điện phân thể rắn của mình vào cuối năm 2025, tiết lộ một cell pin toàn phần rắn 60 Ah với mật độ năng lượng khoảng 400 Wh/kg—gần gấp đôi so với các gói pin lithium-ion điện phân lỏng hiện nay . Cell pin tương tự được báo cáo có khả năng khởi động ở nhiệt độ thấp đến −40°C và sạc siêu nhanh 5C, có thể bổ sung khoảng 80% dung lượng trong khoảng 10 phút . Vào tháng 4 năm 2026, nhà khoa học trưởng của BYD thừa nhận công nghệ này đang ở "giai đoạn đột phá quan trọng", nhưng cũng thận trọng cho biết việc thương mại hóa vẫn còn nhiều hạn chế .

Lộ trình của Trung Quốc: Từ dây chuyền thí điểm đến sàn xe

Lộ trình pin thể rắn của Trung Quốc đang ngày càng rõ ràng, nhưng có nhiều sắc thái hơn những gì các tiêu đề báo chí thể hiện. Quan điểm chung chia thành các giai đoạn riêng biệt:

2025–2027 (Giai đoạn 1): Giai đoạn này tập trung vào pin sulfide với anode graphite hoặc silicon thấp, có mật độ năng lượng từ 200–300 Wh/kg. Ưu tiên hàng đầu là xây dựng toàn bộ chuỗi công nghệ—vật liệu, quy trình sản xuất và giao thức thử nghiệm—thay vì chạy đua theo mật độ năng lượng tối đa . Xe thử nghiệm dự kiến sẽ lăn bánh trên đường phố Trung Quốc từ cuối năm 2026 đến năm 2027 .

2027 (Cột mốc sản xuất thí điểm): Một số hãng xe đã ấn định sản xuất hàng loạt nhỏ vào năm 2027. BYD đặt mục tiêu lắp ráp thí điểm số lượng nhỏ lên xe trong giai đoạn này . Tập đoàn SAIC Motor, hợp tác với đối tác Qingtao Power, tương tự cũng nhắm đến mục tiêu cung cấp hàng loạt pin toàn phần rắn vào năm 2027 . Geely có kế hoạch đưa 1.000 xe trình diễn vào vận hành cùng năm đó .

2027–2030 (Giai đoạn 2): Sự chuyển đổi sang anode silicon cao được kỳ vọng sẽ đẩy mật độ năng lượng lên tới 400 Wh/kg cho các dòng xe du lịch thế hệ tiếp theo. GAC Group lên kế hoạch thử nghiệm xe hàng loạt nhỏ vào năm 2026 và sản xuất hàng loạt dần dần từ năm 2027 đến 2030 .

Từ 2030 trở đi: Chuyên gia pin hàng đầu Trung Quốc, ông Ouyang Minggao, đã công khai cảnh báo rằng việc sản xuất hàng loạt thực sự vẫn còn ít nhất từ ba đến năm năm nữa tính từ đầu năm 2026 . Lộ trình của chính BYD đặt mục tiêu đạt được "trạng thái ngang giá rắn-lỏng"—sự tương đương về chi phí với các cell pin lithium-ion lỏng hiện nay—vào năm 2030, với việc triển khai trên khoảng 40.000 xe .

Tiêu chuẩn quốc gia đầu tiên của Trung Quốc dành cho pin thể rắn sẽ có hiệu lực từ tháng 7 năm 2026, chính thức phân loại các cell pin theo hàm lượng điện phân: 5–10% điện phân lỏng được coi là pin lai rắn-lỏng; dưới 5% được định nghĩa là pin toàn phần rắn . Tiêu chuẩn này sẽ định hình cách các công ty truyền đạt tiến độ của họ và thế nào là một sản phẩm pin thể rắn chính hiệu.

Những rào cản kỹ thuật còn dai dẳng

Bất chấp tất cả các hồ sơ bằng sáng chế và thông báo về dây chuyền thí điểm, bốn thách thức cốt lõi vẫn rất khó giải quyết:

Kỹ thuật tiếp giáp rắn-rắn được coi là rào cản lớn nhất đối với quá trình thương mại hóa . Không giống như điện phân lỏng thấm ướt bề mặt điện cực một cách tự nhiên, điện phân rắn phải duy trì sự tiếp xúc ổn định và có trở kháng thấp với các điện cực qua hàng nghìn chu kỳ sạc-xả. Bất kỳ sự xuống cấp nào tại các bề mặt tiếp giáp này cũng nhanh chóng làm suy giảm hiệu suất và độ an toàn.

Độ ổn định của điện phân sulfide làm phức tạp thêm vấn đề. Điện phân gốc sulfide—con đường mà BYD, Toyota và nhiều hãng khác ưa chuộng—rất nhạy cảm với độ ẩm và có thể xuống cấp nhanh chóng trong không khí xung quanh . Việc sản xuất chúng đòi hỏi môi trường phòng khô chuyên dụng, làm tăng đáng kể chi phí vốn và vận hành.

Mở rộng quy mô sản xuất từ các cell coin trong phòng thí nghiệm lên các dây chuyền sản xuất gigawatt-giờ, nơi năng suất, tính nhất quán về chất lượng và chi phí đều là những bài toán cực kỳ khó khăn . Các quy trình sản xuất cho pin thể rắn—vật liệu, thiết bị, phương pháp kiểm tra và đóng gói—cơ bản là khác biệt so với quy trình sản xuất pin điện phân lỏng .

Chi phí vẫn là "con voi trong phòng". Pin thể rắn hiện có giá thành trên mỗi kilowatt-giờ cao hơn đáng kể so với các cấu trúc hóa học lithium-ion đã được thiết lập. BYD được cho là đã đặt mục tiêu giảm chi phí từ 15 đến 20 lần vào năm 2027 và ngang bằng chi phí vào năm 2030, nhưng việc đạt được điều đó trong khi vẫn duy trì hiệu suất là một thách thức kỹ thuật to lớn .

Trung Quốc vs. Nhật Bản: Cuộc đua giữa Số lượng và Chiều sâu

Nhìn bề ngoài, bức tranh cạnh tranh có vẻ như là một câu chuyện Trung Quốc đối đầu Nhật Bản đơn giản. Nhưng thực tế phức tạp hơn.

Số lượng bằng sáng chế nghiêng về Trung Quốc. Đến năm 2025, các bằng sáng chế mới được công bố của Trung Quốc cho pin toàn phần rắn đã chiếm 44% tổng số toàn cầu, chính thức vượt qua Nhật Bản về số lượng hồ sơ mới hàng năm . Trung Quốc hiện nắm giữ một trong những hệ thống nghiên cứu lớn nhất thế giới và là thị trường có số lượng đơn đăng ký bằng sáng chế nhiều nhất .

Chất lượng và chiều sâu bằng sáng chế nghiêng về Nhật Bản. Nhật Bản vẫn chiếm khoảng 37% tổng số hồ sơ bằng sáng chế toàn cầu, so với khoảng 30% của Trung Quốc, và thống trị về các bằng sáng chế có giá trị cao từ các tổ chức và các hồ sơ gốc mang tính nền tảng . Riêng Toyota đã nắm giữ hơn 1.300 bằng sáng chế về pin thể rắn và đã theo đuổi công nghệ này với sự phối hợp cấp quốc gia từ ít nhất năm 2018 . Các bằng sáng chế nền tảng của hãng về vật liệu điện phân sulfide được coi là có chiều sâu và tính cơ bản cao hơn so với phần lớn các hồ sơ mang tính gia tăng của Trung Quốc .

Điều này tạo ra một khoảng cách "bằng sáng chế ứng dụng so với bằng sáng chế gốc": Trung Quốc nộp nhiều bằng sáng chế tổng thể hơn nhưng nắm giữ ít bằng sáng chế nền tảng bao phủ các vật liệu cốt lõi—đặc biệt là điện phân sulfide—vốn trở nên có giá trị nhất khi quá trình sản xuất hàng loạt bắt đầu .

Các chuyên gia Trung Quốc công khai lo ngại. Mặc dù có hệ thống bằng sáng chế và dây chuyền thí điểm phát triển nhanh chóng, các nhân vật cấp cao đã công khai cảnh báo rằng quốc gia này đối mặt với nguy cơ thực sự bị vượt mặt trong cuộc đua pin thể rắn toàn cầu bởi vì các vị thế sở hữu trí tuệ gốc sâu hơn của Nhật Bản có thể tỏ ra quyết định trong giai đoạn công nghiệp hóa .

Tốc độ thương mại hóa có thể ủng hộ Trung Quốc. Nhật Bản và Hàn Quốc—Toyota, Samsung SDI, SK On—lên kế hoạch sản xuất hàng loạt từ năm 2026 đến 2029, mặc dù hầu hết các nhà phân tích đều dự đoán có sự chậm trễ . Lợi thế của Trung Quốc nằm ở cơ sở hạ tầng sản xuất khổng lồ và tốc độ chuỗi cung ứng, tạo cho họ lợi thế trong việc giảm chi phí và mở rộng quy mô sản xuất, ngay cả khi Nhật Bản nắm giữ các bằng sáng chế nền tảng mạnh hơn .

Trong khi đó, các công ty Mỹ được mô tả là hoạt động theo định hướng vốn nhưng không có lộ trình thương mại hóa rõ ràng, và châu Âu chủ yếu tập trung vào các ứng dụng ngách cao cấp . Bức tranh toàn cầu không phải là một cuộc đua song mã, nhưng trọng tâm vẫn nằm vững chắc ở Đông Á.

Triển vọng thực tế

Bằng sáng chế mới của BYD và động lực đẩy mạnh sản xuất thí điểm vào năm 2027 của Trung Quốc đại diện cho tiến bộ thực sự, có thể đo lường được. Một cell pin toàn phần rắn 60 Ah với mật độ năng lượng 400 Wh/kg và khả năng sạc 5C không phải là một ý tưởng trên PowerPoint—nó tồn tại dưới dạng mẫu thử. SAIC, Geely, Chery và GAC đều đang chạy các chương trình song song, và tiêu chuẩn pin thể rắn quốc gia của Trung Quốc có hiệu lực vào giữa năm 2026 sẽ buộc phải có các định nghĩa rõ ràng hơn và trách nhiệm giải trình.

Tuy nhiên, khoảng cách giữa sản xuất thí điểm và thương mại hóa hàng loạt thực sự vẫn còn rất lớn. Khung thời gian từ ba đến năm năm của ông Ouyang Minggao là một đối trọng tỉnh táo cho những thông báo lạc quan hơn đến từ các công ty riêng lẻ. Kỹ thuật tiếp giáp rắn-rắn, độ ổn định của sulfide, tính kinh tế của sản xuất phòng khô và chi phí thuần túy cho việc mở rộng quy mô không phải là những vấn đề có thể biến mất chỉ với một bằng sáng chế. Chúng được giải quyết qua nhiều năm lặp đi lặp lại trên sàn nhà máy, chứ không chỉ trong phòng thí nghiệm.

Chiều sâu bằng sáng chế của Nhật Bản là một hào lũy chiến lược thực sự. Các bằng sáng chế sulfide nền tảng của Toyota có thể định hình bối cảnh cấp phép và khả năng tiếp cận công nghệ trong giai đoạn công nghiệp hóa. Nhưng sức mạnh sản xuất và chuỗi cung ứng tích hợp của Trung Quốc—từ nguyên liệu thô đến các gói pin hoàn chỉnh—mang lại cho họ một loại lợi thế khác mà chỉ bằng sáng chế không thể vô hiệu hóa.

Cuộc đua pin thể rắn không phải là một cuộc chạy nước rút đến năm 2027. Đó là một cuộc tranh tài hai giai đoạn: giai đoạn đầu (2025-2030) xác định ai làm chủ được sản xuất thí điểm và giảm chi phí; giai đoạn hai (sau 2030) xác định ai nắm giữ lợi thế về lộ trình công nghệ và sở hữu trí tuệ khi sản lượng trở nên có ý nghĩa. Dựa trên bằng chứng hiện tại, cả Trung Quốc và Nhật Bản đều có những con đường đáng tin cậy để giành chiến thắng ở những phần khác nhau của cuộc đua đó.