中國儲能網(wǎng)訊：對世界范圍內(nèi)‘三元正極材料’的相關(guān)專利進(jìn)行檢索，得到鎳鈷錳三元復(fù)合正極材料領(lǐng)域的專利共有8811件，合并同族以后，共有專利族總數(shù)為4531件，其中，在中國申請的專利有1768件；在國外申請的專利2763件。
三元正極材料全球?qū)＠暾堏厔?
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從上圖中可知，三元正極材料的主要專利集中在日、中、韓、美、歐洲這幾個(gè)技術(shù)大國手中，幾乎占據(jù)了全球總申請量的70%左右；而前6名占了全球?qū)＠暾埧偭康?0%。
各國申請人在華專利申請布局
在中國專利布局最多的國家有日本、韓國、美國、德國等，分別占中國專利申請總量的26%、5%、2%和1%。
日本、韓國和美國的電池技術(shù)向來先進(jìn)，它們也非常重視三元正極材料的研發(fā)，擁有較多核心專利，并且憑借大量的專利在中國進(jìn)行專利布局，構(gòu)筑專利保護(hù)網(wǎng)。
全球技術(shù)構(gòu)成圖
‘三元材料’技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠喾植荚贖01M4/505（嵌入輕金屬且含錳的混合氧化物或氫氧化物，如LiMn2O4）、H01M4/525（嵌入輕金屬且含鐵、鈷或鎳的混合氧化物或氫氧化物）。
另外，分類號H01M4/04是屬于活性材料電極材料的制作方法；分類號H01M4/136基于除氧化物或氫氧化物以外的無機(jī)化合物的電極；分類號H01M4/66是活性材料載體或集電器材料的選擇，囊括了鋰電池電極的所有主要技術(shù)點(diǎn)。
中國和日本在H01M4/505、H01M4/525方面總量較多，且占比較大；而在H01M4/131、H01M4/485方面，日本專利比例大于中國專利；不過在H01M4/1391、H01M4/1397方面，中國的占比還是大于日本。另外，美國在H01M4/131、H01M4/485小類的專利申請量比例接近日本和中國在該領(lǐng)域的占比，明顯優(yōu)于其在H01M4/505、H01M4/525中比例。
在中國申請的專利申請人狀況分析
鋰電正極材料廠商雖然集中于日本、韓國和中國，但從技術(shù)水平上來看，日本和韓國的企業(yè)相比國內(nèi)企業(yè)具有較強(qiáng)優(yōu)勢。國內(nèi)企業(yè)雖然在全球正極材料的總體份額較高，但主要是為消費(fèi)電子鋰電池進(jìn)行供貨，產(chǎn)品定位相對低端、同質(zhì)化較為嚴(yán)重。
中、美、日、韓四國占據(jù)了三元正極材料技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾埩康?6.3%，在中國的申請人排名中，前15位幾乎都是外國公司，其中以日本、韓國、美國公司居多。
而比亞迪、科捷等國內(nèi)公司排名并不靠前，這從側(cè)面反映出日美韓等國企業(yè)在全球多個(gè)國家都進(jìn)行了專利布局，相比之下，中國企業(yè)和科研單位在海外的專利布局比較少，這意味著，雖然在中國申請的三元正極材料領(lǐng)域的專利相對世界范圍內(nèi)三元材料技術(shù)領(lǐng)域的專利比例很大，但其中不少是來自國外的申請人在中國申請的專利。
市場是風(fēng)向標(biāo)，前景依舊看好
2015年中國市場動力電池出貨量約為15.7G瓦時(shí)，同比增長324%，其中三元電池是約4.26G瓦時(shí)，占27%。磷酸鐵鋰是10.86G瓦時(shí)，占比69%，其它材料比重較小。
從應(yīng)用層面來看，乘用車、客車和專用車的比例與電池比例類似，目前客車使用的電池還是以磷酸鐵鋰為主。
2015年動力電池產(chǎn)量分布 - 車型及電池
磷酸鐵鋰技術(shù)成熟、安全性高，致命性缺點(diǎn)是低溫性能差。一塊容量為3500mAh的電池，在-10℃的環(huán)境中工作，經(jīng)過不到100次的充放電循環(huán)，電量將急劇衰減至500mAh。
而三元材料電池優(yōu)點(diǎn)是：能量密度高、放電電壓高、低溫性能好，可以適應(yīng)全天候的氣溫。但三元鋰材料在200度左右會發(fā)生分解，磷酸鐵鋰會分解的溫度是800度左右。三元鋰材料的化學(xué)反映更加劇烈，會釋放氧分子，在高溫作用下電解液迅速燃燒，發(fā)生連鎖反應(yīng)。
三元電池、磷酸鐵鋰電池在電動汽車裝機(jī)占比
2015年三元電池市場開始發(fā)力，目前行業(yè)的第一梯隊(duì)是CATL和力神這兩個(gè)廠商，其次是比克電池、天鵬能源、福斯特、億緯鋰能等。
從中國市場在售新能源車型的統(tǒng)計(jì)來看，除了比亞迪和上汽外，其他廠商已經(jīng)全面轉(zhuǎn)向三元，比亞迪也已從今年開始測試三元電池，上汽在E50上已經(jīng)開始使用三元電池，未來它的下一代也會全部換用三元電池。
所以可以說，未來2年國內(nèi)廠商推出的新能源汽車會絕大部分選用三元電池。
電池管理系統(tǒng)才是關(guān)鍵
新能源汽車的安全性并不能僅以電池材料的安全性這一因素來判斷。
動力電池的應(yīng)用安全是一個(gè)系統(tǒng)工程，在不能保證電池?zé)崾Э赝耆话l(fā)生的情況下，要通過BMS（Battery Management System）、熔斷保護(hù)、熱障、結(jié)構(gòu)集成等，在成組設(shè)計(jì)中設(shè)置多重的安全保證。
因此，把鋰電池的安全性全部歸為電池技術(shù)，是不太合適的。
三元鋰材料容易熱解，并不代表三元鋰電池不安全，而應(yīng)該是整體系統(tǒng)沒有做好。如果能夠加強(qiáng)熱量管控，將熱量充分釋放，電池的安全性也會相應(yīng)提高。
三元正極材料何時(shí)才能修成正果
2016年初，一則通知給蓬勃發(fā)展的三元鋰電池行業(yè)潑了一盆冷水。
據(jù)稱是中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會下發(fā)的《關(guān)于對“暫緩在商用車上使用三元材料動力鋰離子電池建議的函”征求企業(yè)意見的通知》，給三元材料的前景平添幾分不確定性。后來該協(xié)會稱，初步結(jié)論是：在乘用車和商用物流車上的應(yīng)用不受影響，暫停在客車上的應(yīng)用。
近兩年的電池自燃事故，無疑是促成《通知》的推手之一，然而，據(jù)考證事故的肇事者正是被稱為安全性比較高的磷酸鐵鋰電池，三元鋰電池卻無辜“躺槍”。
雖然三元鋰電池的安全性還無法得到保證，但不可否認(rèn)的是，三元材料電池在能量密度方面要比磷酸鐵鋰電池更具有優(yōu)勢，而其前景依然被行業(yè)內(nèi)專家看好。
目前，三元電池已經(jīng)成了一個(gè)非常明確的發(fā)展方向，政府在年初對三元電池在大巴上以及物流上的應(yīng)用進(jìn)行限制，最大的原因，還是出于對安全性的考慮。
