Перегони твердотілих батарей: Китай лідирує за патентами, але боїться втратити перевагу

Китайські аналітики попереджають, що країна ризикує втратити перевагу у глобальних перегонах за твердотілими батареями, хоча саме Китай нині має одну з найбільших у світі баз досліджень і патентів у цьому секторі. У новому галузевому звіті твердотілі акумулятори називають стратегічною технологією, яка входить у вирішальну стадію індустріалізації, тоді як США, Європа, Японія та Південна Корея посилюють політичну підтримку та координацію промисловості.

Що важливо знати

• Китай володіє приблизно 35% глобального портфеля патентів на твердотілі батареї та 39% патентів, пов’язаних з електролітами.
• Сукупно у світі вже зареєстровано 16 429 патентів на твердотілі батареї, що об’єднані у 6 321 патентне сімейство.
• Незважаючи на активність Китаю, провідні позиції за компаніями-правовласниками утримують японські та південнокорейські концерни, зокрема Toyota.
• Перші обмежені партії батарей очікують близько 2027 року, а ширшу комерціалізацію – орієнтовно до 2030 року.
• Розробки виходять за межі електромобілів і охоплюють робототехніку, eVTOL, електроніку та енергосховища.

Китай лідирує в патентах, але Японія задає тон технологіям

За оцінкою звіту, Китай контролює близько 35% глобального ринку патентів на твердотілі батареї, що робить його найбільшим гравцем за кількістю заявок. У сегменті патентів, пов’язаних з електролітами, частка Китаю ще вища – близько 39% усіх міжнародних подань.

Водночас Японія залишається основним джерелом ключових технологій. На неї припадає орієнтовно 37% усіх патентних заявок на твердотілі батареї у світі, тоді як на Китай – близько 30%. Загалом станом на листопад 2025 року у світі зафіксовано 16 429 патентів, згрупованих у 6 321 унікальне патентне сімейство. За загальною кількістю заявок лідирують Китай (3 341) та Японія (3 225), за ними йдуть США з 2 355 та Південна Корея з 1 544 заявками.

Китайські дослідники суттєво наростили наукову активність: кількість наукових публікацій про твердотілі батареї зросла з 21 у 2015 році до 562 у 2023-му, що вивело країну на перше місце у світі за обсягом дослідницьких робіт. Серед ключових центрів розвитку названі Китайська академія наук, Інститут дослідження металів при академії та Цинхуа, які досягли прогресу в інженерії твердотвердих інтерфейсів – одному з головних бар’єрів на шляху до масового впровадження технології.

Нерівномірна концентрація патентів: домінування Японії та Кореї

Попри велику кількість поданих заявок, експерти вказують на відставання Китаю у концентрації топових корпоративних патентів. Серед 30 провідних світових установ за кількістю патентів у сфері твердотілих батарей та електролітів 17 позицій належать японським компаніям, 7 – китайським, 5 – південнокорейським, ще одна – європейській.

У десятку найбільших правовласників не входить жодна китайська компанія: її повністю формують корпорації з Японії та Південної Кореї. Найпотужнішим власником інтелектуальної власності названо Toyota, на яку припадає орієнтовно 40% усіх світових патентів, пов’язаних із твердотілими акумуляторами.

Водночас китайські гравці нарощують темпи. Компанії CATL, BYD, SVOLT та інші суттєво збільшили патентну активність: лише у 2023 році китайські структури подали понад 500 нових заявок. Проте у звіті підкреслюється, що китайські компанії значно рідше, ніж японські та корейські конкуренти, оформлюють патенти на закордонних ринках – у США, Європі, Південно-Східній Азії та Індії, що звужує їхню правову «парасольку» за межами внутрішнього ринку.

Пілотне виробництво та проривні прототипи

Галузь переходить від лабораторних і пілотних досліджень до обмеженого промислового виробництва. Звіт прогнозує появу перших невеликих партій твердотілих батарей приблизно у 2027 році та орієнтовний вихід на ширшу комерціалізацію до 2030 року.

Китайські наукові колективи нещодавно представили прототип твердотілої батареї енергетичною щільністю 451,5 Вт·год/кг із заявленою можливістю заряджання за три хвилини. Окремо Ganfeng Lithium, пов’язана з автоконцерном Changan, повідомила про елемент, який пройшов 1 100 циклів при енергетичній щільності 400 Вт·год/кг; у перспективі компанія планує досягти 500 Вт·год/кг для промислових застосувань.

CATL продовжує розвивати рішення на основі фторовмісних літієвих сполук і сульфідних електролітів, що мають покращити швидкісний заряд і термостабільність. Gotion High-tech завершила проєктування виробничої лінії потужністю 2 ГВт·год для повністю твердотілих батарей; пілотна лінія на 0,2 ГВт·год уже працює, а батареї проходять випробування на транспортних засобах.

Конкуренція на внутрішньому ринку батарей Китаю

Ринок тягових акумуляторів для електромобілів у Китаї залишається надзвичайно концентрованим. Лідером із великим відривом виступає CATL: за останній звітний період компанія встановила 29,06 ГВт·год батарей і отримала частку близько 47,2%. На другому місці – BYD з 10,49 ГВт·год і часткою 17,1%. Третю позицію посідає Gotion High-tech з 4,05 ГВт·год та часткою 6,6%.

Для автовиробників і споживачів у всьому світі ці цифри означають, що навіть у разі зміни лідерів за технологіями твердотілих батарей Китай збереже значний вплив на ланцюги постачання, а отже – на ціноутворення та доступність батарей для електромобілів.

Нові сфери застосування та технічні виклики

Хоча головним ринком для твердотілих батарей залишаються електромобілі, розробники дедалі частіше орієнтуються й на інші сектори. Технологію розглядають для застосування в людиноподібних роботах, електричних літальних апаратах вертикального зльоту та посадки (eVTOL), споживчій електроніці та стаціонарних системах зберігання енергії. Ці напрями описують як нові драйвери попиту на високощільні енергетичні системи, однак точних термінів масового впровадження не наводять.

Розробка твердотілих батарей ведеться одразу за трьома основними напрямами електролітів: сульфідні, оксидні та полімерні системи. Поки що жоден з них не став безумовно домінуючим: кожен варіант має власні компроміси між провідністю, хімічною стабільністю, вартістю та складністю виробництва.

Серед ключових нерозв’язаних проблем називають утворення літієвих дендритів, особливості перенесення іонів, інженерію твердотвердих інтерфейсів і механізми відмови елементів. Для ринку це означає, що, попри гучні анонси, технологія все ще проходить стадію доведення надійності.

Стандартизація та значення для глобального ринку

Щоб упорядкувати термінологію та класифікацію, у Китаї підготовлено перший національний стандарт для твердотілих батарей під назвою «Терміни та класифікація». Документ наразі винесено на публічне обговорення. У проєкті пропонують розподілити системи на рідинні, гібридні твердорідинні та повністю твердотілі.

Для світового ринку електромобілів перегони у сфері твердотілих батарей є ключовими: саме від успіху цих розробок залежатимуть запас ходу, час заряджання, безпека та вартість наступного покоління електрокарів. Поточне домінування Японії у технологіях і Китаю в патентах та виробничих потужностях формує новий баланс сил, до якого змушені адаптуватися як європейські, так і американські виробники.

Якщо запланований перехід до обмеженого виробництва до 2027 року й подальша комерціалізація до 2030-го відбудуться за графіком, ринок акумуляторів може за десятиліття пережити радикальну зміну: твердотілі системи стануть конкурентом сучасних літій-іонних батарей і задаватимуть темп розвитку електротранспорту та суміжних галузей.