شرکت چینی BYD بار دیگر خبرساز شده و طی پروندههای پتنت تازهای که منتشر شده، مسیر توسعه باتریهای حالتجامد (SSB) را با تمرکز بر ساختار کاتد دارای دو الکترولیت دنبال میکند؛ طرحی که ثبت آن و برنامهریزی برای تولید آزمایشی سلولهای SSB در سال 2027 توجه صنعت باتری و خودروسازی را جلب کرده است.
جزئیات پروندههای پتنت و تاریخ انتشار
براساس اسناد جدید، BYD مجموعهای از شش پتنت مرتبط با فناوری باتری حالتجامد را ثبت کرده که تمام آنها به مسئله حساس «ارتباط بین مواد جامد» بین الکترولیتها و الکترودها میپردازند. این پتنتها مسائل مرتبط با شیمی مواد، فرایندهای ساخت و معیارهای کنترل کیفیت را پوشش میدهند. پیش از این، در اواخر جولای یک پتنت مربوط به ساختارهای ترکیبی کاتد تحت شماره CN122474592A در اداره ملی مالکیت معنوی چین (CNIPA) مورد ثبت قرار گرفت.
اطلاعات مربوط به این پروندهها در روز 6 اوت 2026، ساعت 10:30 صبح به وقت CEST منتشر شد و جزئیات فنی هر کدام از پتنتها اکنون در مدارهای تخصصی مورد بررسی قرار گرفته است.
رویکرد دو-الکترولیتی: ترکیب هالید و سولفید
در هستهٔ رویکرد BYD ایده استفاده همزمان از الکترولیتهای هالیدی با ذرات کوچک و الکترولیتهای سولفیدی با ذرات بزرگ است. این ترکیب قرار است بهصورت یک «الکترود ترکیبی» با ماده فعال کاتد آمیخته شود تا مزایای هر دو نوع الکترولیت بهدست آید و از معایب احتمالی کاسته شود.
یکی از پتنتها تحت شماره CN122494747A همین ترکیب را پیشنهاد میکند اما افزودن یک لایه میانی هادی یون و پایدار الکتروشیمیایی را نیز مطرح کرده است. نقش این لایه میانی جلوگیری از تماس مستقیم بین هالید و سولفید است تا واکنشهای جانبی ناخواسته کاهش یافته و عمر چرخهای باتری افزایش یابد.
لایه بافر و محدودیت انرژی گرمایی در کاتد
پتنت CN122494554A هدف دیگری را دنبال میکند و یک «الکترولیت جامد نخست» را بهعنوان لایه بافر بین ماده فعال کاتد و الکترولیت سولفیدی دوم معرفی میکند تا تماس مستقیم جلوگیری شود. علاوه بر این، این پرونده برای ایمنی حرارتی نیز ضوابطی پیشنهاد میدهد و بیان میکند که لایه فعال کاتد نباید حرارتی بیش از 117 ژول بر گرم آزاد کند تا احتمال بروز فرار حرارتی کاهش یابد.
ایدهٔ استفاده از لایهٔ بافر و محدودیت انتشار انرژی گرمایی نشاندهندهٔ توجه BYD به دو جنبهٔ کلیدی باتریهای حالتجامد است: جلوگیری از واکنشهای شیمیایی زیانده در مرزها و کنترل رفتار حرارتی در شرایط بحرانی.
ساختار دو لایهای کاتد: تلفیق منفرد-بلور و چندبلور
در پتنت CN122494567A، BYD ساختاری دو لایه برای کاتد فعال پیشنهاد کرده که لایهٔ درونی از مادهٔ کاتدی منو-کریستال (تکبلور) آمیخته با الکترولیت جامد تشکیل میشود و لایهٔ بیرونی شامل مادهٔ چندبلوری همراه با الکترولیت از ترکیب شیمیایی متفاوت است. دلیل این طراحی بهرهگیری همزمان از مقاومت مکانیکی بهتر منو-کریستالها در برابر شکستگی در سیکلهای شارژ-دشارژ و نرخ عملکرد بالاتر مواد چندبلوری به دلیل سطوح فعال بزرگتر است.
به عبارت دیگر، با ادغام تکبلور برای پایداری ساختاری و چندبلور برای بهبود عملکرد نرخی (Rate Performance) تلاش شده تا ضعفهای هر کدام کاهش یابد. نکتهٔ مهم اینکه پتنت بهصراحت بر این تمرکز دارد که ترکیب مناسب میتواند ظرفیت تحت بارهای بزرگ شارژ و دشارژ را حفظ کند و از کاهش عمر زودرس جلوگیری نماید.
رویکرد سهمادهای و کاهش مقاومت مرزی
در پتنت CN122494558A یک راهکار سهمادهای برای کاتد فعال شرح داده شده است: اکسیدهای فلزی و سولفیدهای فلزی ابتدا با لیتیم واکنش داده شده و سپس با الکترولیت جامد مخلوط میشوند. ادعای ثبتشده این است که این ترکیب سهگانه مقاومت الکتریکی در رابط جامد-جامد را کاهش میدهد، عملکرد نرخی را بهبود میبخشد، ظرفیت ویژه را افزایش میدهد و عمر چرخهای را ارتقاء میبخشد.
بهبود رابط جامد-جامد یکی از چالشهای اساسی در باتریهای حالتجامد است، چرا که جریان الکتریکی و یونها باید از یک شبکهٔ جامد عبور کنند و هرگونه مقاومت اضافی در این مرزها عملکرد کلی سلول را محدود میکند. ترکیب اکسیدها و سولفیدها همراه با پردازش لیتیمکاری شده میتواند مسیرهای هدایت یون و الکترون را بهبود دهد.
گامهای عملیاتی: آغشتهسازی یونی و توزیع گرادیاندار
دو پتنت دیگر به سراغ مسائل آمادهسازی برای ساخت و آزمون محصول رفتهاند. پتنت CN122494552A کاربرد عوامل مرطوبکنندهٔ یونی یا همان ionic liquid wetting agents در لایهٔ الکترود فعال را شرح میدهد. این پتنت توزیع گرادیانداری از این عوامل را پیشنهاد میکند، بهطوریکه نواحی بیرونی الکترود مقدار بیشتری از عامل مرطوبکننده دریافت کنند و نواحی داخلی مرکزی کمتر.
هدف از این توزیع، بهبود تماس بین اجزای جامد و افزایش کارایی انتقال یون در مرزها است؛ موضوعی که بهطور مستقیم روی طول عمر چرخهای و جلوگیری از مشکلات ناشی از حمل و نقل یون تأثیر میگذارد.
معیار تماس Re و کنترل کیفیت
پتنت CN122494553A یک معیار کنترل کیفیت با نام Re معرفی میکند که نسبت تماس بین ذرات کاتد و ذرات الکترولیت را اندازهگیری میکند. از دیدگاه پتنت، حداقل مقدار قابل قبول این نسبت باید 60 درصد از پیرامون یک ذره کاتد را شامل شود؛ یعنی حداقل 60 درصد محیط پیرامونی ذرهٔ کاتد باید با ذرات الکترولیت در تماس باشد.
این شاخص با هدف بهبود عملکرد نرخی، افزایش ظرفیت ویژه و ارتقای عمر چرخه طراحی شده است. معیار Re با تحقیقات فعلی در حوزه SSB همراستا است؛ مطالعات نشان میدهند که کاهش اندازهٔ ذرات سولفیدی در الکترولیت میتواند تماس بیشتر بین الکترولیت و کاتد را فراهم کند و نگهداری ظرفیت را ارتقاء دهد.
پیوند با تحقیقات آکادمیک: اثر اندازه ذرات روی ماندگاری ظرفیت
در پژوهشهایی که از سوی مؤسسات تحقیقاتی شناختهشده در چین انجام شده، از جمله نتایج بهدستآمده توسط گروههایی در آکادمی علوم چین (Institute of Physics) تحت نظر پروفسور وو فان، نشان داده شد که ذرات سولفیدی کوچکتر در الکترولیت سبب بهبود نگهداری ظرفیت بهمیزان تقریباً 18 نقطه درصد میشوند. این افزایش نزدیک به 18 درصد با فرض افزایش تماس ذرات الکترولیت با ذرات کاتد و در نتیجه بالا رفتن مقدار Re توضیح داده شده است.
این یافتههای تحقیقاتی علمی اهمیت معیارهای میکروساختاری مانند اندازهٔ ذرات و توزیع آنها را بر عملکرد نهایی سلولهای SSB تأیید میکند و با رویکردهای ثبتشده در پتنتهای BYD مطابقت دارد.
برنامهٔ تولید آزمایشی و جدول زمانی
علاوه بر اسناد پتنتی، گزارشهایی حاکی از آن است که BYD قصد دارد تولید مقیاس کوچک سلولهای حالتجامد با کاتدهای دو-الکترولیتی را از سال 2027 آغاز کند. این سلولهای آزمایشی ابتدا در خودروهای آزمایشی دارای پوشش استتار (mules) نصب و مورد ارزیابی قرار خواهند گرفت تا عملکرد واقعی و دوام آنها در شرایط رانندگی سنجیده شود.
این گام نخستین برای نزدیک شدن به تولید انبوه تلقی میشود، اما تاکنون جزئیات دقیق فرآیند تولید، نرخ بازدهی، هزینهٔ ساخت، و زمانبندی ارتقاء به حجم تجاری گزارش نشدهاند و پتنتها بیشتر بر جنبههای شیمیایی و ساختاری تمرکز داشتهاند تا آمادگی کامل تولید.
واقعگرایی رقبا و موانع صنعتی
در عینِ امیدواری به پیشرفتهای فنی، بسیاری از رقبا و بازیگران بزرگ صنعت با خوشبینی محتاطانه برخورد کردهاند. بهعنوان مثال رئیس هیئتمدیرهٔ شرکت بزرگ تأمین باتریِ CATL در ژوئن 2026 صراحتاً هشدار داد که محدودیتهای مهندسی و تولیدی مانع از توسعهٔ سریع SSBها به بازار انبوه است و پذیرش گستردهٔ این فناوری «سالها» زمان خواهد برد.
چالشهای پیشرو شامل تضمین پایداری رابطها در سیکلهای طولانی، ساخت تجهیزات تولیدی جدید، کنترل کیفیت در مقیاس بالا، و کاهش هزینهها برای رقابت با سلولهای مایع مرسوم است. هرچند SSBها از منظر تئوریک انرژی حجمی و عملکرد شارژ-دشارژ برتر و ایمنی ذاتی بیشتری نسبت به سلولهای مایع نشان میدهند، اما پیادهسازی مقرونبهصرفه و قابلاعتماد هنوز به تلاش و سرمایهگذاری قابلتوجه نیاز دارد.
مزایا و وعدههای بلندپروازانهٔ SSB
باتریهای حالتجامد وعدهٔ افزایش چگالی انرژی و بهبود کارایی شارژ-دشارژ را میدهند. الکترولیتهای جامد ریسک فرار حرارتی را کاهش میدهند و از منظر ایمنی وضعیت بهتری دارند. بعضی ادعاها حتی به خودروهایی با برد 1500 تا 2000 کیلومتر با وزن باتری مشابه اشاره میکنند؛ وعدهای که نشاندهندهٔ پتانسیل چشمگیر افزایش برد است اما تحقق آن نیازمند حل مجموعهٔ گستردهای از مشکلات فنی است.
در کنار این مزایا، حصول اطمینان از تماس الکتریکی و یونی پایدار، جلوگیری از واکنشهای جانبی بین اجزای مختلف شیمیایی، و تضمین عملکرد در دماها و شرایط واقعی استفاده، فهرست بلندی از موانع را شکل میدهد که باید پیش از تجاریسازی در مقیاس وسیع برطرف شوند.
جمعبندی و چشمانداز صنعت
پتنتهای BYD نشان میدهد که این شرکت علاوه بر شهرتش در توسعه باتریهای LFP از نوع Blade، سرمایهگذاری و پژوهش جدی در حوزهٔ باتریهای حالتجامد را نیز افزایش داده است. رویکردهای دو-الکترولیتی، لایهبندی کاتد، استفاده از لایههای بافر، آغشتهسازی یونی و معیارهای جدید کنترل کیفیت همگی تلاشهایی هدفمند برای غلبه بر چالشهای رابطها و بهبود عملکرد کلی هستند.
با وجود این پیشرفتها، مسیر تجاریسازی هنوز سرراست نیست و دستیابی به تولید انبوه SSB نیازمند گذر از موانع مهندسی، اقتصادی و تولیدی است. برنامهٔ BYD برای تولید آزمایشی در 2027 گامی مهم بهشمار میآید، اما تحقق وعدههای بلندپروازانهٔ این تکنولوژی به زمان و همکاری گستردهٔ صنعت، دانشگاه و تأمینکنندگان زنجیرهٔ تأمین بستگی دارد.
در نهایت، پتنتهای اخیر یک علامت روشن از جدیت BYD در این حوزه هستند؛ علامتی که باید در کنار ارزیابیهای میدانی و گزارشهای عملکرد واقعی در سالهای آتی سنجیده شود.
